Датчик давления

 

Изобретение может быть использовано для измерения с повышенной точностью давлений жидких и газообразных сред в условиях меняющихся температур . Цель достигается тем, что тензорезисторы , 7 одного полумоста изготовлены из материала с температурными коэффициентами сопротивления и тензочувствительности, отличающимися не менее чем на порядок от температурных коэффициентов сопротивления и тензочувствительности материала , из которого изготовлены тензорезисторы 5, 6 другого полумоста. В результате этого имеется возможность получения дополнительного термозависимого сигнала, используемого для коррекции температурной погрешности основного сигнала. 3 ил.

09} (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Ц

ЩСГ1ЬЬЛИК

А1 „.1)g G 01 L 9/04

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСИОВУ СИИДЮВЪСТВУ

1 госьдм ствекный комитет

Г1О ИЗОЕ. ЕТЕНИЯМ И ОТКЕаИЯМ пРИ Гкнт сссР! (21 ) 4702386/10 (22} 06.06.89 (46). 30.05.92. Бюл. Ю 20 (72) В,А.Зиновьев .и А.В.Кузекмаев (53) 531.787{088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1663460, кл. С 01 1 9/04, 1909. (54). ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение может быть использовано для измерения с повышенной точностью давлений жидких и газообразных сред в условиях меняющихся тем« ператур. Цель достигается .тем, что

2 тензорезисторы 4, 7 одного полумоста изготовлены из материала с температурными коэффициентами сопротивления и тензочувствительности, отлича. ющимися не менее чем на порядок от температурных коэффициентов сопротивления и тензочувствительности ма.териала, из которого изготовлены тензорезисторы 5, 6 другого полумоста.

В результате этого имеется возможность получения дополнительного тер.мозависимого сигнала, используемого .для коррекции температурной погрешности основного сигнала. 3 ил.

3 173

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а.именно к устройствам дистанционного измерения давления, и может быть использовано в датчиках для измерения давления жидких и газообразных сред в условиях меняющихся температур..

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет уменьшения температурной погрешности.

На фиг. 1 показана конструкция датчика давления; на фиг. 2 - размещение тензорезисторов на мембране (топология); на фиг. 3 - измерительная схема.

Устройство включает корпус 1, воспринимающую мембрану 2, выполненную за одно целое со штуцером 3. На мембране 2 сформирована мостовая измерительная цепь из тензорезисторов 4-7.

Расположение тензорезисторов на мембране 2 показано на фиг. 2, Контактные площадки 8 служат для подключения мостовой измерительной цепи к общей измерительной схеме {фиг. 3). В одну из диагоналей моста включен регулирующий элемент 9, а операционные усилители 10 и 11, с которых сигналы поступают на дифференциальный усилитель 12 и сумматор 13, подключены соответственно к точкам 14 и 15 противолежащей диагонали моста.

Устройство работает следующим образом, !

При подаче измеряемого давления P через штуцер 3 на воспринимающую мембрану 2 последняя прогибается. Тенэорезисторы 4-7 испытывают деформацию. ,Вследствие этого изменяются потенциалы точек 14 и 15 выходной диагонали моста, причем изменения потенциалов от механического параметра в силу ра-венства КЧ всех тенэорезисторов, . практически равны по модулю и противоположны по знаку. Изменения потенциалов от температуры одного знака происходят в силу того„ что ТКС и ТКЧ тенэорезисторов одного полумоста от" личаются не менее чем на порядок от

ТКС и ТКЧ тензорезисторов другого полумоста. Сигналы с точек 14 и 15 поступают на неинвертирующие входы операционных усилителей 10 и 11.

Выходные сигналы усилителей 10 и

l1 поступают на дифференциальный усилитель 12, причем сигнал с усилителя 10 - на неинвертирующий вход, а сигнал с усилителя 11 - на инвертиру7291 . 4 ющий. На выходе усилителя 12 формируется выходной сигнал, пропорциональный измеряемому давлению, и сигнал, пропорциональный изменению температуры тензорезисторов.

Одновременно сигналы с усилителей

10 и 11 поступают на вход сумматора

13. Так как сигналы от механическо1„ го параметра в точках 14 и 15 равны по величине и противоположны по знаку, то они компенсируют друг друга, и выходной сигнал сумматора 13 зависит только от температурного дрейфа тен 5 зорезисторного моста. В нормальных температурных условиях схема настраивается таким образом, что выходной сигнал сумматора 13 равен по величине опорному напряжению.При изменении

2р температуры тензореэисторов термозависимый с игнал поступает на вход сумматора 13 и изменяет его выходной сигнал пропорционально изменению температуры. Измененный сигнал с сум2 матора 13, воздействуя на элемент 9, регулирует напряжение питания моста таким образом, что функция изменения выходного сигнала от измеряемого параметра на выходе усилителя 12 оста-:. ется неизменной практически при любых изменениях температуры тензорезисторов, то есть напряжение питания моста изменяется. обратно пропорционально величине термозависимого сиг" нала, поступающего на вход суммато3S ра 13.

Таким образом, выходной сигнал датчика зависит только от измеряемого давления, а изменение температуры р практически не влияет на выходную характеристику, причем аддитивная составляющая. температурной погрешнос." ти компенсируется за счет попарного равенства TKC одной и другой пары . тензорезисторов противолежащих плеч моста, а мультипликативная - за счет различия ТКЧ и ТКС тенэорезисторов . одного полумоста мостовой измерительной цепи по сравнению с тензорезисто"

О рами другого, с последующим выделением и обработкой термозависимого сигнала. формула изобретения датчик давления, содержащий кор- пус, мембрану, сформированные на мем-, бране тензорезисторы, которые соединены в измерительный мост, о т л,.ифа8.,7

Составитель О.Слюсарев

Техред А.Кравчук,. Корректор С.Шекмар

»««««» «»

Тираж. Подписное комитета по изобретейиям и открытиям при ГКНТ СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Редактор Т.Лошкарева

Заказ 1884

ВНИИПИ Государственного

11303 5, Производственно-издательский комбинат "Патент™, г.Ужгород,. ул. Гагарина, 101

5 . 1737291 6 ч а ю шийся тем, что, с целью Фициентами сопротивления и тензочувповышения точности за счет уменьше- ствительности, отличающимися не менее ния температурной погрешности, в чем на порядок от аналогичных коэфнем тензорезисторы двух смежных плеч, Фициентов материала тензорезисторов образующие один полумост, выполнены I двух других смежных плеч, образующих

5 из материала с температурными корф- второй полумост.