Датчик давления


 


Владельцы патента RU 2523754:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") (RU)

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения давления при автоматизации контроля технологических процессов. Техническим результатом изобретения является уменьшение температурной погрешности и повышение быстродействия. Технический результат достигается тем, что в датчике давления выходы источника стабилизированного питания сенсорного моста соединены с входами АЦП и сенсорного моста, выходы сенсорного моста соединены с входами нормирующего усилителя. Выход сумматора соединен с входом нормирующего усилителя, выход нормирующего усилителя соединен с входом ЦАП1, выход которого соединен с входом безынерционного устройства компенсации основной погрешности, а его выход - с входом формирователя выходного сигнала напряжений питания и опорного напряжения. Один выход формирователя выходного сигнала напряжений питания и опорного напряжения соединен с входом источника стабилизированного питания сенсорного моста, второй выход соединен с входом ЦАП2 и вторым входом АЦП, а третий выход формирователя выходного сигнала напряжений питания и опорного напряжения соединен со вторым входом сумматора. Выход АЦП соединен с входом микроконтроллера, выходы которого соединены со вторыми входами ЦАП1 и ЦАП2. 1 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения давления и может быть использовано в средствах автоматизации контроля технологических процессов сложных технических систем топливоэнергетического комплекса, АЭС, автомобильного и железнодорожного транспорта и других отраслях промышленности.

Известно устройство для преобразования неэлектрической величины в электрический сигнал, содержащее источник тока, блок коррекции, блок преобразования импеданса в выходной сигнал, выход которого соединен с нагрузочным резистором, отличающееся тем, что оно снабжено стабилизатором питающих и опорных напряжений, образующих с источником тока блок питания, масштабирующим усилителем, дифференциальные входы которого соединены с измерительной диагональю измерительного моста, независимым регулируемым и масштабируемым каналом коррекции температурной погрешности "нуля", состоящим из суммирующего блока, вход которого соединен с выходом масштабирующего усилителя и блока коррекции температурной погрешности "нуля", коммутатором пределов измерения, независимым регулируемым и масштабируемым каналом коррекции температурной погрешности "диапазона", состоящим из перемножающего моста, выход которого соединен с входом блока преобразования импеданса в выходной сигнал, и блока коррекции температурной погрешности "диапазона", выход которого подключен ко второму входу блока преобразования импеданса, коммутатор пределов измерения включен между выходом блока коррекции и входом перемножающего моста, блок коррекции выполнен в виде блока коррекции статической нелинейности измерительного моста, вход которого подключен к выходу суммирующего блока, выход опорного напряжения блока питания соединен с входами опорного напряжения блоков коррекции температурной погрешности "нуля" и "диапазонов", суммирующего блока, блока коррекции и блока преобразования импеданса, источник тока блока питания подключен к информационному входу блока коррекции температурной погрешности "нуля" и к диагонали питания измерительного моста, выполненного температурно-зависимым, второй вход перемножающего моста подключен к информационному входу блока коррекции температурной погрешности "диапазона", перемножающий мост выполнен в виде резистивного моста с четырьмя плечами, по крайней мере, в одном из плеч которого резистор выполнен температурно-зависимым, и дифференциального усилителя, входами включенного в измерительную диагональ резистивного моста, выход усилителя является вторым выходом перемножающего моста, а диагональ питания резистивного моста подключена между входом и первым выходом перемножающего моста. Патент Российской Федерации №2087857 МПК: G01B 7/16, 1997 г.

Устройство для повышения точности измерения требует коррекции температурной погрешности методом кусочно-линейной аппроксимации температурной зависимости выходного сигнала путем включения в схему отдельной цепи корректирующих резисторов.

Известен датчик давления, содержащий тензорезисторный преобразователь давления, выполненный в виде моста Уинстона терморезисторный датчик температуры, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), дифференциальный усилитель, выходы которого соединены с первым и вторым аналоговыми входами АЦП, микроконтроллер, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), аналоговый выход которого соединен с входом преобразователя напряжение-ток, цифровой интерфейс, источник опорного напряжения и источник питания, при этом в качестве терморезисторного датчика температуры используется питающая диагональ моста тензорезисторного преобразователя давления, и в состав устройства дополнительно введены источник тока, выход которого соединен с питающей диагональю моста тензорезисторного преобразователя давления, блок сигнализации, блок управления, цифровой индикатор, аналоговый дифференциальный мультиплексор, к аналоговым входам которого подключены выводы питающей и измерительной диагоналей названного моста, а к аналоговым выходам - аналоговые входы дифференциального усилителя. К входу опорного напряжения АЦП подключен выход источника опорного напряжения, цифровые вход и выход ЦАП соединены с первым выходом и входом микроконтроллера, входы блока сигнализации - со вторым и третьим выходами микроконтроллера, вход и выход цифрового интерфейса - с четвертым выходом и вторым входом микроконтроллера, цифровые вход и выход аналогового дифференциального усилителя и цифровые вход и выход АЦП - с пятым выходом и третьим входом микроконтроллера соответственно, выходы блока управления - с четвертым, пятым и шестым входами микроконтроллера, а входы цифрового индикатора - с шестым и седьмым выходами микроконтроллера. Патент Российской Федерации №2300745 МПК: G01L 9/04, 2007 г.

Наличие аналого-цифрового преобразования в канале измерения давления ограничивает быстродействие устройства и увеличивает динамическую погрешность измерения, особенно при измерении пульсирующего давления при частотах пульсации, кратных частоте дискретизации АЦП.

Известно устройство для измерения давления, содержащее сенсорный мост, одна из диагоналей которого связана вершинами с входами усилителя с программируемым коэффициентом усиления, подключенного к формирователю выходного сигнала, а вторая диагональ моста соединена одной из вершин с вводом стабилизатора напряжения, второй вход которого подключен к выходу последовательной цепочки «источник опорного напряжения - схема линеаризации функции преобразования», а вторая вершина второй диагонали сенсорного моста связана с каналом измерения температуры, включающим в себя переключатель и АЦП температуры и давления, причем третий вход усилителя с программируемым коэффициентом усиления подключен к одному из выходов схемы управления, второй выход которой соединен со схемой линеаризации функции преобразования, а вход - с выходом АЦП, отличающееся тем, что в него введены дополнительно вычислительное устройство, подключенное одним входом к выходу АЦП, а вторым входом соединенное с выходом дополнительного блока управления, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) для хранения коэффициентов коррекции, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) для хранения коэффициентов функции преобразования, блок питания и индикатор, причем выходы вычислительного устройства соединены соответственно с входами ОЗУ, ПЗУ и индикатора, а выход ОЗУ связан со вторым входом схемы управления. Патент Российской Федерации №2384824, МПК: G01L9/00, 2010 г. Прототип.

Прототип не обеспечивает высокой точности измерения. Необходимость периодического измерения давления и температуры с помощью коммутируемого АЦП для перерасчета коэффициентов математической модели в зависимости от значения давления приводит к увеличению динамической погрешности датчика, особенно при измерении пульсирующего давления.

Задачей изобретения является повышение точности измерения давления в широком диапазоне температур при сохранении быстродействия и расширение функциональных возможностей датчика.

Техническим результатом изобретения является уменьшение температурной погрешности за счет введения независимой компенсации аддитивной и мультипликативной составляющих погрешности и повышение быстродействия.

Технический результат достигается тем, что датчик давления на основе сенсорного моста в виде тензорезисторного моста Уинстона, с источником стабилизированного питания сенсорного моста, нормирующим усилителем, формирователем выходного сигнала напряжений питания и опорного напряжения содержит аналого-цифровой преобразователь АЦП, микроконтроллер, сумматор, цифроаналоговые преобразователи ЦАП1 и ЦАП2, безынерционное устройство компенсации основной погрешности, причем выходы источника стабилизированного питания сенсорного моста соединены с входами АЦП и сенсорного моста, выходы сенсорного моста соединены с двумя входами нормирующего усилителя, а выход сумматора соединен с третьим входом нормирующего усилителя, выход нормирующего усилителя соединен с одним из входов ЦАП1, выход которого соединен с входом безынерционного устройства компенсации основной погрешности, а его выход - с входом формирователя выходного сигнала напряжений питания и опорного напряжения, один выход формирователя выходного сигнала напряжений питания и опорного напряжения соединен с входом источника стабилизированного питания сенсорного моста, второй его выход соединен с входом ЦАП2 и вторым входом АЦП, а третий выход формирователя выходного сигнала напряжений питания и опорного напряжения соединен со вторым входом сумматора, выход АЦП соединен с входом микроконтроллера, выходы которого соединены со вторыми входами ЦАП1 и ЦАП2.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где: 1 - источник стабилизированного питания сенсорного моста; 2 - сенсорный мост, выполненный в виде тензорезисторного моста Уинстона; 3 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП); 4 - нормирующий усилитель; 5 - микроконтроллер; 6 - сумматор; 7 - цифроаналоговый преобразователь для компенсации дополнительной температурной погрешности мультипликативной составляющей сигнала (ЦАП1); 8 - цифроаналоговый преобразователь для компенсации дополнительной температурной погрешности аддитивной составляющей сигнала (ЦАП2); 9 - безынерционное устройство компенсации основной погрешности сенсорного моста; 10 - формирователь выходного сигнала, напряжения питания и опорного напряжения.

Для использования датчика давления его необходимо калибровать. При изготовлении датчика измеряют значения выходного сигнала сенсорного моста и падения напряжения на диагонали питания (при питании стабилизированным током) или тока питания моста (при питании стабилизированным напряжением) при различных температурах.

На основании полученных результатов определяют значения дополнительных температурных погрешностей и вычисляют значения коэффициентов полиномов для расчета кодов управления ЦАП1 и ЦАП2.

Полученные коэффициенты записывают в память микроконтроллера 5, проводят расчет кодов управления ЦАП1 и ЦАП2 с последующей записью полученных кодов в энергонезависимую память ЦАП1 и ЦАП2.

Компенсация основной погрешности безынерционным устройством исключает необходимость коммутации АЦП 3 для последовательных измерений давления и температуры и расчета значения давления, что устраняет динамическую погрешность устройства.

Устройство работает следующим образом.

При воздействии давления происходит деформация сенсорного моста 2, подключенного к источнику питания 1, что приводит к изменению номиналов плеч моста 2. При изменении номиналов плеч моста на выходах измерительной диагонали появляется разность потенциалов, которую усиливает нормирующий усилитель 4. Компенсацию аддитивной составляющей дополнительной температурной погрешности производят сложением в нормирующем усилителе 4 измеряемого сигнала и сигнала с сумматора 6, на входы которого поступают сигнал цифроаналогового преобразователя ЦАП2 8 и сигнал оперативной регулировки нуля, поступающий из формирователя выходного сигнала и напряжений питания и опоры 10. Сигнал с выхода нормирующего усилителя 4 поступает на устройство компенсации мультипликативной составляющей температурной погрешности сигнала давления ЦАП1 7. Сигнал с выхода ЦАП1 7 поступает на вход безынерционного устройства компенсации основной погрешности первичного преобразователя 9, где его преобразуют во входной сигнал для формирователя выходного сигнала и напряжений питания и опоры 10.

Сигнал с измерительного выхода источника стабилизированного питания 1 сенсорного моста 2, пропорциональный напряжению на диагонали питания сенсорного моста 2 при питании стабилизированным током или току питания сенсорного моста 2 при питании стабилизированным напряжением, поступает на вход АЦП 3, производящего непрерывное измерение температуры.

Сигнал с выхода АЦП 3 поступает на вход микроконтроллера 5, в памяти которого хранят коэффициенты математических моделей для расчета кодов управления ЦАП1 7 и ЦАП2 8.

С выходов микроконтроллера 5 коды управления поступают на входы ЦАП1 7 и ЦАП2 8 для компенсации мультипликативной и аддитивной составляющих дополнительных температурных погрешностей соответственно.

Таким образом, в данном устройстве осуществляют непрерывную раздельную температурную компенсацию аддитивной и мультипликативной составляющих температурной погрешности сенсора давления, что позволяет повысить точность измерения при сохранении быстродействия.

Датчик давления на основе сенсорного моста в виде тензорезисторного моста Уинстона с источником стабилизированного питания сенсорного моста, нормирующим усилителем, формирователем выходного сигнала напряжений питания и опорного напряжения, отличающийся тем, что датчик давления содержит аналого-цифровой преобразователь АЦП, микроконтроллер, сумматор, цифроаналоговые преобразователи ЦАП1 и ЦАП2, безынерционное устройство компенсации основной погрешности, причем выходы источника стабилизированного питания сенсорного моста соединены с входами АЦП и сенсорного моста, выходы сенсорного моста соединены с двумя входами нормирующего усилителя, а выход сумматора соединен с третьим входом нормирующего усилителя, выход нормирующего усилителя соединен с одним из входов ЦАП1, выход которого соединен с входом безынерционного устройства компенсации основной погрешности, а его выход - с входом формирователя выходного сигнала напряжений питания и опорного напряжения, один выход формирователя выходного сигнала напряжений питания и опорного напряжения соединен с входом источника стабилизированного питания сенсорного моста, второй его выход соединен с входом ЦАП2 и вторым входом АЦП, а третий выход формирователя выходного сигнала напряжений питания и опорного напряжения соединен со вторым входом сумматора, выход АЦП соединен с входом микроконтроллера, выходы которого соединены со вторыми входами ЦАП1 и ЦАП2.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для прецизионных измерений давления жидких и газообразных сред. Сущность: датчик содержит корпус, установленную в нем нано- и микроэлектромеханическую систему (НиМЭМС), состоящую из упругого элемента в виде мембраны с жестким центром, заделанной по контуру в опорное основание, образованной на ней гетерогенной структуры из тонких пленок материалов, герметизирующей контактной колодки и соединительных проводников.

Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении давления жидких и газообразных сред. Заявленная группа изобретений включает способ измерения давления с использованием тензорезисторного датчика давления на основе нано- и микроэлектромеханической системы (НиМЭМС) и интеллектуальный датчик давления на основе НиМЭМС.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к датчикам давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектрических систем (НиМЭМС), предназначенных для использования в системах управления, контроля и диагностики объектов длительного функционирования.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в разработке и изготовлении малогабаритных полупроводниковых преобразователей давления, работоспособных при повышенных температурах.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления в жидких и газообразных агрессивных средах. Датчик абсолютного давления содержит корпус со штуцером, герметизирующую контактную колодку, металлическую мембрану, несжимаемую жидкость, полупроводниковый чувствительный элемент, состоящий из стеклянного основания и квадратного профилированного полупроводникового кристалла, в центре тонкой части которого сформирован жесткий центр квадратной формы, на рабочей части полупроводникового кристалла сформирована мостовая измерительная цепь, состоящая из четырех тензорезисторов.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тензорезисторным датчикам давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектромеханических систем (НиМЭМС) с мостовой измерительной цепью, предназначенных для использования в системах управления, контроля и диагностики объектов длительного функционирования.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при разработке полупроводниковых датчиков давления, выполненных по технологии МЭМС (микроэлектромеханические системы).

Изобретение относится к измерительной технике. В способе измерения давления с использованием тензорезисторного датчика давления на основе нано- и микроэлектромеханической системы (НиМЭМС), в режиме измерения значение измеренного давления Pi вычисляют путем бигармонической сплайн интерполяции по контрольным точкам, исходя из сохраненного на этапе калибровки вектор-столбца W(Pэ, Uiz, Upt, X1…Xn) по формуле: Pi=GT×W, где GT - транспонированный вектор-столбец G; символ «×» обозначает матричное произведение.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тензорезисторным датчикам давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектрических систем (НиМЭМС) с мостовой измерительной пенью, предназначенных для использования в системах управления, контроля и диагностики объектов длительного функционирования.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении давлений измерительными устройствами, построенными на базе тензорезисторных мостов.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к преобразователям малых давлений высокотемпературных сред, и может быть использовано в разработке и изготовлении малогабаритных полупроводниковых преобразователей давления, работоспособных при повышенных температурах. Полупроводниковый преобразователь давления содержит мембрану с утолщенным периферийным основанием. Мембрана имеет толщину, равную толщине тензорезисторов, сформированных на закрепленном на мембране слое. Тензорезисторы объединены с помощью коммутационных шин, имеющих соединенные с ними металлизированные контактные площадки, в мостовую измерительную схему. Мембрана содержит профиль с концентраторами механических напряжений в местах расположения тензорезисторов, который представляет собой сочетание утонченных участков и жестких центров. Мембрана и тензорезисторы выполнены из поликристаллического алмаза одного типа проводимости, а закрепленный на мембране слой выполнен из поликристаллического алмаза другого типа проводимости. Техническим результатом изобретения является расширение температурного диапазона измерений и уменьшение температурной погрешности. 1 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности, к преобразователям малых давлений и может быть использовано в разработке и изготовлении малогабаритных полупроводниковых преобразователей давления, работоспособных при повышенных температурах. Сущность: полупроводниковый преобразователь давления содержит упругий элемент (1), выполненный из кремния с поверхностью, покрытой изолирующим слоем двуокиси кремния (2), на котором сформированы тензорезисторы (3) из поликристаллического кремния, объединенные при помощи коммутационных шин (4) в многоэлементную мостовую схему (5). Схема (5) содержит три измерительных моста, каждый из которых состоит из четырех тензорезисторов (6) одинакового номинала, и четыре дополнительных тензорезистора (7), номинальное сопротивление которых в четыре раза меньше сопротивления тензорезисторов (6). Узлы измерительных диагоналей каждого моста последовательно соединены между собой, а дополнительные тензорезисторы (7) включены в цепи питания первого и третьего мостов таким образом, что они образуют разомкнутый измерительный мост, плечи которого подключены к трем замкнутым мостам. Выходное напряжение схемы снимается с крайних узлов измерительной диагонали первого и третьего мостов. Технический результат: повышение точности и чувствительности преобразователя в диапазоне высоких температур. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в технологии изготовления малогабаритных тонкопленочных датчиков механических величин, работоспособных в широком диапазоне температур. Изобретение позволяет расширить температурный диапазон работы датчика на основе тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системы, повысить воспроизводимость таких параметров тензорезисторов, как электрическое сопротивление и температурный коэффициент сопротивления (ТКС), снизить температурную чувствительность датчиков. Способ изготовления тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системы высокотемпературного датчика механических величин заключается в том, что на планарной стороне упругого элемента методами вакуумного распыления образуют гетерогенную структуру из нано- и микроразмерных пленок материалов, содержащую тонкопленочные диэлектрические, тензорезистивные и контактные слои, формируют тензорезисторы, контактные проводники и контактные площадки к ним. Тензорезистивный слой формируют методом магнетронного распыления в вакуумной камере с одновременным использованием двух мишеней из никеля и титана. Упругий элемент со сформированным на нем диэлектрическим слоем устанавливают на карусель, нагревают, создают давление аргона, а затем вращают карусель с упругим элементом, при этом задают определенные плотности токов в зонах распыления мишеней. После этого упругий элемент выдерживают в вакууме при повышенной температуре. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и направлено на повышение точности измерения и стабильности технических характеристик датчиков давления. Способ измерения давления заключается в размещении датчика давления на основе тензорезистивного моста в исследуемую среду, регистрации напряжений с питающей и измерительной диагоналей моста, их преобразовании в аналоговый сигнал постоянного тока и определении по этим сигналам давления. Напряжение питания периодически изменяют путем кратковременной смены его полярности, а измерение давления осуществляют во время периодической кратковременной смены полярности напряжения питания. После кратковременной смены полярности напряжения питания осуществляют возврат полярности на первоначальную, после чего осуществляют измерение давления. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения и стабильности технических характеристик датчика давления. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тензорезисторным датчикам давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектромеханических систем (НиМЭМС) с мостовой измерительной цепью. Техническим результатом изобретения является повышение временной стабильности, ресурса, срока службы, уменьшение погрешности при воздействии нестационарных температур и повышенных виброускорений. Способ изготовления тензорезисторного датчика давления заключается в полировании поверхности мембраны, формировании на ней диэлектрической пленки и тензоэлементов с низкоомными перемычками и контактными площадками между ними с использованием шаблона тензочувствительного слоя в виде полос, присоединении выводных проводников к контактным площадкам в областях, удаленных от полос участков, подключении к выходу НиМЭМС регистратора, включении напряжения НиМЭМС, создании на мембране нормированного нестационарного, симметричного относительно центра мембраны поля температур и температурных деформаций. Регистрируют на регистраторе выходного сигнала НиМЭМС во время воздействия на мембрану нестационарное поле температур и температурных деформаций. Сравнивают полученный выходной сигнал испытуемой НиМЭМС по амплитуде спектральных составляющих с аналогичным сигналом эталонной НиМЭМС. Если разницы амплитуд выходных сигналов или амплитуд спектральных составляющих выходных сигналов не превышают предельно допустимых значений, которые принимаются за критерии временной стабильности, то данную сборку передают на последующие операции. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в технологии изготовления малогабаритных тонкопленочных датчиков механических величин, работоспособных в широком диапазоне температур. Изобретение обеспечивает расширение температурного диапазона работы датчика, повышение воспроизводимости таких параметров тензорезисторов, как электрическое сопротивление и температурный коэффициент сопротивления, снижение температурной чувствительности датчиков. В способе изготовления тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системы высокотемпературного датчика механических величин на планарной стороне упругого элемента методами вакуумного распыления образуют гетерогенную структуру из нано- и микроразмерных пленок материалов, содержащую тонкопленочные диэлектрические, тензорезистивные и контактные слои. Формируют тензоэлементы (тензорезисторы), контактные проводники и контактные площадки к ним. Тензорезистивный слой формируют методом магнетронного распыления в вакуумной камере с одновременным использованием двух мишеней из никеля и титана. Упругий элемент со сформированным на нем диэлектрическим слоем устанавливают на карусель, нагревают, создают давление аргона, а затем вращают карусель, при этом задают плотности токов в зонах распыления первой и второй мишеней, исходя из их определенного соотношения. После этого упругий элемент выдерживают в вакууме при повышенной температуре в течение нескольких часов. 5 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тензорезисторным датчикам давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектромеханических систем (НиМЭМС). Техническим результатом изобретения является повышение временной и температурной стабильности, ресурса, срока службы и чувствительности, а также уменьшение погрешности от нелинейности статической характеристики датчика. Датчик содержит корпус со штуцером, мембрану, упругую балку в виде прямоугольного параллелепипеда, на внешней поверхности которого размещены тензорезисторы. В боковых гранях балки под зонами размещения тензорезисторов выполнены сквозные выемки, образующие утолщения вне зон размещения тензорезисторов и перемычку, соединяющую концы балки между собой. В центральной части перемычки выполнено отверстие с размерами, превышающими поперечные размеры штока. Сквозные выемки выполнены в виде элементов торовых поверхностей, размещенных симметрично относительно поперечной оси балки, а перемычка - в виде цилиндрического кольца и элементов торовых поверхностей, отделенных от рабочей части балки прорезями, выполненными параллельно продольной оси балки. Тензорезисторы размещены симметрично продольной оси балки на минимально возможном расстоянии друг от друга. Радиус торовых поверхностей и расстояние между внешней поверхностью балки и центрами радиусов торовых поверхностей связаны соответствующими соотношениями. 2 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к преобразователям малых давлений высокотемпературных сред, и может быть использовано в разработке и изготовлении малогабаритных полупроводниковых преобразователей давления, работоспособных при повышенных температурах. Полупроводниковый преобразователь давления содержит мембрану с утолщенным периферийным основанием. Мембрана имеет толщину, равную толщине тензорезисторов, сформированных на закрепленном на мембране слое диэлектрика. Тензорезисторы объединены с помощью проводников, имеющих соединенные с ними металлизированные контактные площадки, в мостовую измерительную схему. Мембрана содержит профиль с концентраторами механических напряжений в местах расположения тензорезисторов, который представляет собой сочетание утонченных участков и жестких центров. Кроме того, преобразователь содержит дополнительно сформированный слой диэлектрика, закрепленный с противоположной относительно сформированных тензорезисторов стороны мембраны и равный по толщине и свойствам слою диэлектрика, закрепленному на мембране со стороны тензорезисторов. Техническим результатом изобретения является повышение надежности преобразователя, повышение прочности мембраны и повышение стабильности параметров при повышенных температурах. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления в системах измерения, контроля и управления. Датчик абсолютного давления содержит корпус со штуцером, металлическую мембрану, передающую воздействие давления через несжимаемую жидкость полупроводниковому чувствительному элементу, выполненному в виде профилированного монокристалла кремния плоскости (100) с квадратной мембраной, соединенного электростатическим способом в вакууме со стеклянным основанием, на плоской поверхности профилированного монокристалла сформированы тензорезисторы, объединенные в мостовую измерительную цепь. Центры тензорезисторов расположены на расстоянии l от взаимно перпендикулярных осей Ox и Oy, проведенных через центр мембраны, лежащих в ее плоскости и параллельных границам тонкой части мембраны с основанием полупроводникового чувствительного элемента, которое определено из соотношения: где ам - размер мембраны полупроводникового кристалла; hм - толщина мембраны полупроводникового кристалла. Технический результат - повышение чувствительности устройства. 3 ил.

Датчик давления с нормализованным или цифровым выходом содержит корпус с установленными в нем чувствительным элементом давления (ЧЭД) с кристаллом интегральной микросхемы преобразователя давления (ИПД) и контактными площадками, кристалл интегральной микросхемы (ИС) преобразователя сигнала ИПД, защитную крышку ЧЭД и ИС, выходные контакты, средства электрических соединений ЧЭД, ИС и выходных контактов и по меньшей мере один канал в корпусе для подвода давления среды. ЧЭД снабжен контактными площадками, такое выполнение ЧЭД упрощает и позволяет автоматизировать процесс соединения электрическими проводниками ИПД, ИС и выходных контактов. Крышка выполнена из кремния по технологии производства ИС встроенной, т.е. размещена внутри полости корпуса на кристалле ИПД, а соединение ее с кристаллом ИПД также выполнено низкотемпературной пайкой стеклом, что, как известно, позволяет в кристалле ИПД уменьшить термические напряжения при работе. Размещение кристалла ИС на встроенной защитной крышке ИПД и их соединение клеем-герметиком улучшает условия работы и упрощает технологию сборки, т.к ЧЭД соединяется с корпусом таким же образом. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх