Полупроводниковый преобразователь давления



Полупроводниковый преобразователь давления
Полупроводниковый преобразователь давления
Полупроводниковый преобразователь давления

 

G01L9/00 - Измерение постоянного или медленно меняющегося давления газообразных и жидких веществ или сыпучих материалов с помощью электрических или магнитных элементов, чувствительных к механическому давлению; передача и индикация перемещений элементов, чувствительных к механическому воздействию, используемых для измерения давления с помощью электрических или магнитных средств (измерение разности двух или более величин давления G01L 13/00; одновременное измерение двух и более величин давления G01L 15/00; вакуумметры G01L 21/00)

Владельцы патента RU 2537517:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (RU)

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к преобразователям давления, предназначенным для использования в различных областях науки и техники, связанных с измерением давления среды в условиях воздействия нестационарной температуры измеряемой среды. Техническим результатом изобретения является значительное расширение рабочего температурного диапазона. Полупроводниковый преобразователь давления со схемой термокомпенсации содержит полупроводниковый кристалл, вырезанный в виде пластины. При этом в пластине выполнена тонкостенная диафрагма, в которой сформированы четыре тензорезистора измерительной мостовой схемы, а также два тонкопленочных резистора, подключенных первыми выводами к базе транзистора, а вторыми выводами соответственно к его эмиттеру и коллектору. Тонкопленочные резисторы выполнены из материала с малым температурным коэффициентом сопротивления. На полупроводниковом кристалле вне тонкостенной диафрагмы расположены дополнительный тензорезистивный мост и резистор с высоким температурным коэффициентом сопротивления, имеющий отдельные от общей схемы выводы. Полупроводниковый кристалл расположен на подставке, состоящей из стеклянной подложки и полой цилиндрической металлической подставки с наружной резьбой, изготовленных из материалов с одинаковыми коэффициентами теплового расширения. 3 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к преобразователям давления, предназначенным для использования в различных областях науки и техники, связанных с измерением давления среды в условиях воздействия нестационарной температуры измеряемой среды.

Уровень техники

Одной из основных проблем создания полупроводниковых преобразователей давления среды является обеспечение температурной компенсации для уменьшения погрешностей измерения давления, существенно связанных с влиянием рабочих температур среды (газа или жидкости).

Известен датчик давления, устанавливаемый на подставке, снижающей давление (Патент РФ 2120117. ЕМКОСТНОЙ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, УСТАНАВЛИВАЕМЫЙ НА ПОДСТАВКЕ (ВАРИАНТЫ), СНИЖАЮЩАЯ ДАВЛЕНИЕ ПОДСТАВКА И СПОСОБ АНОДНОГО СОЕДИНЕНИЯ ДВУХ ПЛАСТИН, МПК G01L 9/12, дата публикации 10.10.1998). В данном изобретении датчик давления смонтирован во внешнем корпусе с использованием снижающей напряжение изолирующей подставки. Снижающая напряжения подставка для использования в датчике давления, имеющем чувствительный элемент, выполненный из полупроводникового материала, содержит стеклянную трубку, первый торец которой является опорой для чувствительного элемента датчика давления, а второй торец припаян к торцу металлического опорного элемента, имеющего сквозной канал. На свободном конце находится направляющий выступ с радиальным опорным буртиком. Подставка также содержит подводящий металлический штуцер, выполненный внутри с ответным радиальным опорным буртиком, причем опорный элемент своим радиальным буртиком опирается на радиальный буртик подводящего штуцера и скреплен с ним по указанным радиальным поверхностям. Второй торец стеклянной трубки имеет первый слой нанесенного на него материала и по меньшей мере второй слой, способный припаиваться к первому слою, первый слой материала, нанесенного на второй торец стеклянной трубки, выбран из группы металлов: цирконий, гафний, ниобий, тантал, ванадий, хром, молибден и вольфрам. Подводящий штуцер выполнен из материала, коэффициент теплового расширения которого больше, чем коэффициент теплового расширения стеклянной трубки, а металлический опорный элемент имеет коэффициент теплового расширения меньший, чем у подводящего штуцера, и больший, чем у стеклянной трубки.

Недостатком данного решения является высокая сложность монтажа полупроводникового преобразователя и невысокие значения измеряемых давлений (ориентировочно до 500 кПа).

Наиболее близким техническим решением является полупроводниковый датчик давления, содержащий схему температурной компенсации (патент РФ 2084846. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ СО СХЕМОЙ ТЕРМОКОМПЕНСАЦИИ, МПК G01L 9/04, дата публикации 20.07.1997 г.). В данном изобретении полупроводниковый преобразователь давления со схемой термокомпенсации содержит полупроводниковый кристалл, вырезанный в виде пластины, являющейся стенкой полости с измеряемым давлением. При этом в пластине выполнена тонкостенная диафрагма, в которой сформированы четыре тензорезистора измерительной мостовой схемы. Схема термокомпенсации выполнена в виде двухполюсника, включенного последовательно в цепь питания мостовой схемы. Двухполюсник содержит биполярный транзистор, выводы эмиттер и коллектор которого являются выходами двухполюсника, а также два тонкопленочных резистора, подключенных первыми выводами к базе транзистора, а вторыми выводами соответственно к его эмиттеру и коллектору, причем тонкопленочные резисторы выполнены из материала с малым температурным коэффициентом сопротивления. Двухполюсник размещен на полупроводниковом кристалле вне тонкостенной диафрагмы с одной ее стороны, с другой стороны тонкостенной диафрагмы диаметрально противоположно двухполюснику вне диафрагмы на полупроводниковом кристалле размещен введенный последовательно в цепь питания токоограничивающий и нормирующий тонкопленочный резистор, выполненный из материала с малым температурным коэффициентом сопротивления. В мостовую схему введены два балансировочных тонкопленочных резистора, выполненных из материала с малым температурным коэффициентом сопротивления и подключенных первыми выводами к эмиттеру транзистора, вторыми выводами связанных соответственно с двумя смежными тензорезисторами мостовой схемы, причем выводом полупроводникового преобразователя давления является измерительная диагональ мостовой схемы.

Недостатком данного решения является то, что данная схема может быть использована для термокомпенсации в нешироком диапазоне температур (примерно от минус 25°C до плюс 85°C). Также данная схема не содержит необходимых дополнительных элементов для активной термокомпенсации с применением микропроцессорных схем обработки сигнала.

Раскрытие изобретения

Задачей предлагаемого технического решения является устранение недостатков прототипа и, как следствие, значительное расширение рабочего температурного диапазона.

Поставленная задача решается тем, что полупроводниковый преобразователь давления со схемой термокомпенсации содержит полупроводниковый кристалл, вырезанный в виде пластины, являющейся стенкой полости с измеряемым давлением. При этом в пластине выполнена тонкостенная диафрагма, в которой сформированы четыре тензорезистора измерительной мостовой схемы, а схема термокомпенсации выполнена в виде двухполюсника, включенного последовательно в цепь питания мостовой схемы и содержащего биполярный транзистор, выводы эмиттер и коллектор которого являются выходами двухполюсника, а также два тонкопленочных резистора, подключенных первыми выводами к базе транзистора, а вторыми выводами соответственно к его эмиттеру и коллектору. Тонкопленочные резисторы выполнены из материала с малым температурным коэффициентом сопротивления. При этом на полупроводниковом кристалле, вне тонкостенной диафрагмы, расположены дополнительный тензорезистивный мост, идентичный основному измерительному мосту, и дополнительный резистор с высоким температурным коэффициентом сопротивления, имеющий отдельные от общей схемы выводы. А полупроводниковый кристалл расположен на подставке, состоящей из стеклянной подложки и полой цилиндрической металлической подставки с наружной резьбой, изготовленные из материалов с одинаковыми коэффициентами теплового расширения.

Перечень чертежей

Фиг.1 - Электрическая схема преобразователя давления со схемой термокомпенсации, двумя тензорезистивными измерительными мостами и терморезистором.

Фиг.2 - Аксонометрическая проекция полупроводникового преобразователя с разрезом четверти кристалла.

Фиг.3 - Конструкция полупроводникового датчика давления.

Осуществление изобретения

Схема содержит (фиг.1, 2) тензорезистивный измерительный мост с резисторами R1, R2, R3, R4, дополнительный измерительный мост с резисторами R5, R6, R7, R8, транзисторную схему компенсации с транзистором VT1 и резисторами R9 и R10, контакты 1, 2 и 3 для подключение питания схемы, контакты 4, 5 и 6, 7 для снятия выходных сигналов с измерительных мостов, а также терморезистор Rt с контактами 8 и 9.

Схема располагается на кристалле полупроводникового преобразователя 10, выполненном в виде пластины, которая содержит (фиг.2) активную часть в виде упругодеформируемой мембраны 11 с жестким центром 12, сформированной методом анизотропного травления в кремниевой пластине и неактивную часть в виде рамки вокруг мембраны 13.

Тензорезисторы R1, R2, R3, R4 измерительного моста располагаются в заделке мембраны в жестком центре 14 и неподвижной рамке преобразователя давления 15, таким образом, что при деформации мембраны сжимаемые и растягиваемые тензорезисторы находятся в противоположных плечах измерительного моста, тем самым увеличивая выходной сигнал и уменьшая нелинейность выходной характеристики преобразователя.

Тензорезисторы R4, R5, R6, R7 располагаются в неактивной части (в зоне практического отсутствия деформации) пластины и полностью идентичны тензорезисторам основного измерительного моста. Также в неактивной части пластины располагается транзисторная схема компенсации, содержащая резисторы R9, R10 с низким температурным коэффициентом сопротивления.

Полупроводниковый преобразователь давления работает следующим образом: на контакт 1 подается «плюс» питания измерительных мостов, на контакты 2 и 3 «минус» питания, с диагоналей мостов с выходов 4, 5 и 6, 7 снимаются выходные характеристики. При отсутствии давления основной измерительный мост находится в состоянии равновесия. При подаче давления происходит деформация мембраны, на которой расположены тензорезисторы R1, R2, R3, R4, при этом происходит изменение их сопротивления и на выходе измерительного моста (4 и 5) появляется сигнал, пропорциональный измеряемому давлению. Одновременно тензорезисторы R5, R6, R7, R8 дополнительного измерительного моста, расположенные в неактивной части мембраны, не испытывают напряжения при деформации мембраны и их сопротивление не изменяется.

При увеличении температуры происходит изменение номиналов тензорезисторов и снижение выходного сигнала, но увеличение температуры также приводит к увеличению тока через транзистор и основной измерительный мост, что увеличивает выходной сигнал, и, таким образом, поддерживает его на постоянном уровне при повышении температуры. При значительном увеличении температуры (свыше 85°C) эффективность транзисторной схемы компенсации снижается и необходимо использовать дополнительные элементы термокомпенсации.

В дополнительном измерительном мосте при повышении температуры также происходит изменение номиналов тензорезисторов. Величина выходного сигнала, поступающего с основного измерительного моста, складывается из полезного сигнала измеряемого давления и величины температурной погрешности, а сигнал, поступающий с дополнительного измерительного моста, содержит информацию только о величине погрешности, следовательно, температурную погрешность можно компенсировать при помощи отдельной микропроцессорной схемы обработки сигнала вычитанием сигналов основного и дополнительного измерительных мостов. Данным способом можно компенсировать случайную составляющую температурной погрешности.

Также на неактивной части пластины располагается дополнительный терморезистор, который при использовании микропроцессорной схемы обработки сигнала используется в качестве термодатчика и позволяет определять температуру измеряемой среды для измерения величины и компенсации систематической температурной погрешности при микропроцессорной обработке информации. При калибровке датчика давления на различных температурах информация о величине температуры и погрешности, возникающей при данной температуре, записываются в память схемы обработки сигнала. В процессе измерения датчиком давления при помощи терморезистора определяется текущая температура, а соответствующая ей величина погрешности вычитается из сигнала, поступившего с основного измерительного моста.

Для снижения погрешности, вызванной механическими напряжениями в сопрягаемых конструктивных элементах датчика давления, возникающей из-за различия в температурных коэффициентах линейного расширения, полупроводниковый преобразователь 10 методом электростатической анодной сварки крепится на квадратную подложку из боросиликатного стекла 16 (фиг.3) с близким по величине к кремнию температурным коэффициентом. Стеклянная подложка по размеру соответствует кремниевому кристаллу. Подложка располагается на полой цилиндрической металлической подставке с наружной резьбой 17 из материала с температурным коэффициентом, близким к температурному коэффициенту материала стеклянной подложки. Таким образом, металлическая подставка позволяет надежно закрепить чувствительный элемент в общей конструкции датчика давления, а структура (подставка-подложка-преобразователь) из элементов с близкими по величине коэффициентами линейного расширения позволяет снизить влияние напряжений, возникающих при изменении температуры.

Полупроводниковый преобразователь может подключаться к измерительному каналу через штуцер. Давление подается в подмембранную полость через отверстие в подставке 18 и стеклянной подложке 19 или на планарную сторону полупроводникового преобразователя. Стеклянная подложка выполнена из термостойкого стекла марки Пирекс П-15, а подставка из прецизионного сплава 29НК.

В результате предложенная конструкция преобразователя давления позволяет измерять давление среды в диапазоне от 0 до 400 МПа (в зависимости от толщины и площади активной части пластины и при подаче давления на планарную сторону кристалла преобразователя давления) в температурном диапазоне от минус 40°C до плюс 125°C с общей погрешностью до 0,1%.

Полупроводниковый преобразователь давления со схемой термокомпенсации, содержащий полупроводниковый кристалл, вырезанный в виде пластины, являющейся стенкой полости с измеряемым давлением, при этом в пластине выполнена тонкостенная диафрагма, в которой сформированы четыре тензорезистора измерительной мостовой схемы, а схема термокомпенсации выполнена в виде двухполюсника, включенного последовательно в цепь питания мостовой схемы и содержащего биполярный транзистор, выводы эмиттер и коллектор которого являются выходами двухполюсника, а также два тонкопленочных резистора, подключенных первыми выводами к базе транзистора, а вторыми выводами соответственно к его эмиттеру и коллектору, причем тонкопленочные резисторы выполнены из материала с малым температурным коэффициентом сопротивления, отличающийся тем, что на полупроводниковом кристалле, вне тонкостенной диафрагмы, расположены дополнительный тензорезистивный мост, идентичный основному измерительному мосту, и резистор с высоким температурным коэффициентом сопротивления, имеющий отдельные от общей схемы выводы, а полупроводниковый кристалл расположен на подставке, состоящей из стеклянной подложки и полой цилиндрической металлической подставки с наружной резьбой, изготовленных из материалов с одинаковыми коэффициентами теплового расширения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к преобразователям давления. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения давления за счет уменьшения содержания посторонних молекул, растворенных в газе или жидкости.

Предлагаемое устройство относится к приборостроению и может быть использовано в системах дистанционного сбора информации о давлении в различных отраслях промышленности.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к тензорезисторным датчикам давления на основе тонкопленочных нано- и микроэлектромеханических систем (НиМЭМС) с мостовой измерительной цепью.

Изобретение относится к измерительной технике и активному неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения давления контролируемой среды. Способ измерения давления контролируемой среды включает измерение сигналов колебаний давления в объекте исследования посредством датчика, преобразование сигналов через аналого-цифровой преобразователь и регистрацию получаемых цифровых сигналов.

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 датчика давления и может быть использовано в устройствах для регистрации давления текучих сред. Техническим результатом является улучшение конструкции и функциональных возможностей устройства.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может найти применение для месторождений, на которых достижение рентабельного дебита возможно только при снижении забойных давлений ниже давления насыщения.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давлений жидких и газообразных агрессивных сред в условиях воздействия широкого диапазона стационарных и нестационарных температур.

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в датчиках давления. .

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для измерения давления газообразных и жидких сред в трубопроводах, выполненных из ферромагнитного материала, в частности из стали.

Изобретение относится к датчикам давления, используемым для измерения технологической текучей среды и дифференциального давления. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений давления. Сборный узел датчика давления для измерения давления технологической текучей среды включает в себя корпус датчика с наличием полости, сформированной в нем, и первое и второе отверстия к полости, сконфигурированные для приложения первого и второго давлений. Диафрагма в полости отделяет первое отверстие от второго отверстия и сконфигурирована с возможностью изгибаться в ответ на перепад давления между первым давлением и вторым давлением. Обеспечивается емкостный датчик деформации, сконфигурированный с возможностью определять величину деформации корпуса датчика в ответ на давление в линии, приложенное к корпусу датчика. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления жидких и газообразных средств. Датчик содержит корпус, установленную в нем нано- и микроэлектромеханическую систему (НиМЭМС), состоящую из упругого элемента - мембраны с жестким центром, с периферийным основанием в виде оболочки вращения, образованной на ней гетерогенной структуры из тонких пленок материалов, в которой сформированы контактные площадки, первые радиальные тензорезисторы из одинаковых тензоэлементов, расположенных по одной окружности мембраны, и вторые радиальные тензорезисторы из одинаковых тензоэлементов, расположенных по другой окружности на мембране, соединенные перемычками, включенные в измерительный мост. Радиус жесткого центра определен из соотношения: rж.ц.=0,42rм, где rм - радиус мембраны. При этом тензоэлементы первых радиальных тензорезисторов расположены по окружности, радиус которой определен из соотношения r1=0,444rм, а тензоэлементы вторых радиальных тензорезисторов расположены по окружности, радиус которой определен из соотношения r2=0,733 rм. Техническим результатом изобретения является повышение точности за счет повышения чувствительности при одновременном уменьшении нелинейности. 5 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в приборах измерения давления жидкостей и газов. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и технологии изготовления датчика давления. Датчик давления содержит измерительный блок, упругую мембрану и, по меньшей мере, один колебательный упругий элемент (резонатор), связанный с мембраной с возможностью изменения его натяжения в соответствии с деформацией мембраны. Мембрана выполнена круглой в плане и, по крайней мере, с одним концентрическим гофром (или несколькими концентрическими гофрами), перекрытым закрепленным на его краях кольцевым резонатором из магнитного материала или с дополнительным магнитным элементом (элементами). Измерительный блок содержит по меньшей мере один электромагнит и выполнен с возможностью возбуждения колебания резонаторов и регистрации их колебаний. 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к бесшкальным манометрам. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений. Датчик давления для считывания давления технологической текучей среды содержит корпус датчика, подвергаемый воздействию давления технологической текучей среды. Корпус датчика деформируется в ответ на давление. Диафрагма, подвешенная в корпусе датчика, имеет натяжение, которое изменяется в ответ на деформацию корпуса датчика. Резонансную частоту диафрагмы измеряют. Измеренная резонансная частота является показателем давления в магистрали технологической текучей среды и целостности системы разделительной заполняющей текучей среды. Кроме измерения резонансной частоты, в качестве средства диагностики для оценки состояния исправности датчика можно использовать саму моду колебаний. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

Заявленная группа изобретений относится к датчикам, которые используются в устройствах для детектирования давления текучих сред (жидкостей и газообразных сред) в различных областях, например в автомобильной промышленности, в бытовых электрических приборах, в области сохранения окружающей среды и общего контроля в гидротермальной санитарии или в области медицины. Заявленная группа изобретений включает способ для изготовления множества датчиков, в частности датчиков давления, а также датчики, полученные посредством вышеуказанного способа. Причем датчик, в частности датчик давления, имеет конструкцию, которая содержит опорный корпус (10); схемную компоновку (4), содержащую компоненты (3а, 3b, 3c, 3d) схемы, среди которых есть средство (3с) детектирования для генерации электрических сигналов, представляющих детектируемую величину; и по меньшей мере один опорный элемент (4а) схемы, который подсоединен к опорному корпусу (10) и имеет поверхность, на которой сформировано множество упомянутых компонентов (3а, 3b, 3c, 3d) схемы, среди которых есть электропроводящие дорожки (3а, 3b), причем опорный элемент (4а) схемы прикреплен посредством ламинирования на первую поверхность опорного корпуса (10). Заявленный способ для изготовления множества датчиков содержит операции: обеспечения множества опорных корпусов (10); обеспечения множества схемных компоновок (4), при этом каждая схемная компоновка содержит компоненты (3а, 3b, 3с, 3d) схемы, среди которых есть средство (3с, 12) детектирования для генерации электрических сигналов, представляющих детектируемую величину; обеспечения множества опорных элементов (4а) схемы, каждый из которых имеет поверхность, на которой сформировано множество (3а, 3b, 3с, 3d) упомянутых компонентов (3а, 3b, 3с, 3d) схемы, среди которых есть электропроводящие дорожки (3а, 3b); и подсоединения каждого опорного элемента (4а) схемы к соответственному опорному корпусу (10, 10', 10"). Технический результат заключается в изготовлении датчика, устойчивого к разнообразным условиям применения и/или к относительно высоким температурам, а также более простого, более удобного и более быстрого. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 26 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к преобразователям давления, и может быть использовано в различных областях науки техники, связанных с измерением перепада давления среды. Техническим результатом изобретения является уменьшение погрешности датчика разности давления. Датчик давления содержит корпус, в котором герметично размещены полупроводниковые чувствительные элементы, на которых сформированы тензодатчики, две полости, заполненные электроизоляционной жидкостью и расположенные с торцов по ходу движения жидкости. Первый полупроводниковый чувствительный элемент с первым тензодатчиком расположены между полостями, второй полупроводниковый чувствительный элемент параллелен первому полупроводниковому чувствительному элементу. Корпус загерметизирован профилированными мембранами, расположенными с зазором относительно сторон корпуса. Полупроводниковые чувствительные элементы выполнены в виде микроэлектромеханических структур разной толщины. Второй чувствительный элемент со стороны тензодатчика соединен с атмосферой и имеет толщину большую, чем первый чувствительный элемент. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к преобразователям давления, и может быть использовано в различных областях науки и техники, связанных с измерением перепада давления среды. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и работоспособности высокоточного дифференциального датчика давления во время и после кратковременных многократных перегрузок. Полупроводниковый датчик перепада давления содержит полупроводниковую мембрану из кремния, тензодатчик в виде мостовой схемы из тензорезисторов, первый стопорный элемент и второй стопорный элемент. Первый стопорный элемент выполнен из кремния и содержит стопорный выступ в области напротив канавки полупроводниковой мембраны, стопорное углубление напротив центрального выступа полупроводниковой мембраны, расположенное с зазором от центрального выступа мембраны, а также центральное сквозное отверстие. Стопорный элемент закреплен плоской стороной на стеклянной подложке из материала с одинаковым с кремнием коэффициентом теплового расширения и имеющей центральное сквозное отверстие, совпадающее с отверстием первого стопорного элемента. Второй стопорный элемент выполнен из кремния и содержит второй центральный стопорный выступ, окруженный первой канавкой, а также стопорный выступ, окруженный второй канавкой, расположенный с зазором относительно обратной стороны полупроводниковой мембраны в области напротив канавки полупроводниковой мембраны. 2 ил.

Изобретение относится к области «физика материального взаимодействия». Способ определения механических параметров нарушенной материальной среды в условиях фиксированного внешнего воздействия заключается в том, что фиксируют определяющий для исследуемой среды физический параметр внешнего воздействия - температуру Т(°С), плотность ρ (кг/см3), ускорение гравитационного притяжения (g, м/с2) и движения материального тела (α, м/с2), световое излучение, радиоактивность, электрическое и магнитное воздействие, устанавливают требуемый механический параметр материальной среды с учетом влияния физических определяющих параметров внешнего воздействия, определяют угол внутреннего трения и удельное сцепление cстр (кГ/см2) структурированной (природной) среды. Параметры угла внутреннего трения и удельного сцепления cн нарушенной среды определяют в фиксированных условиях внешнего воздействия, используя выражения а механические параметры материальной среды, используя фиксированные параметры и cн, и cстр в заданных условиях внешнего воздействия. Технический результат - возможность определения известных механических параметров нарушенной материальной среды через универсальные физические величины прочности: угол внутреннего трения и удельное сцепление, присущие всем материальным средам в структурированном и нарушенном состоянии.

Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике, в частности к средствам измерения давления, и может быть использовано при измерении динамического давления совместно с пьезоэлектрическими датчиками динамического давления. Устройство измерения динамического давления содержит пьезоэлемент 1 и измерительный блок 2, который состоит из генератора переменного тока 3, усилителя широкополосного 4, полосового фильтра 5, выпрямителя 6, фильтра нижних частот 7 и микроконтроллера 8. Выход пьезоэлемента 1 подключен к выходу генератора переменного тока 3, а выход генератора переменного тока 3 - к усилителю широкополосному 4. Усилитель широкополосный 4 соединен с полосовым фильтром 5 и фильтром нижних частот 7. Полосовой фильтр 5 через выпрямитель 6 соединен с первым входом микроконтроллера 8, второй вход которого подключен к фильтру нижних частот 7. Технический результат заключается в повышении быстродействия устройства путем одновременного измерения температуры и динамического давления, повышении точности устройства при измерении динамического давления путем коррекции температурной погрешности измерения динамического давления. 1 ил.

Изобретение относится, в общем, к устройству измерения давления и, в частности, к узлу кварцевого измерительного преобразователя давления и температуры, характеризующегося улучшенной коррекцией ошибок при воздействии градиентов давления и температуры. Заявленный узел измерительного преобразователя содержит первый, второй, третий и четвертый генераторы (19, 20, 21, 22) с кварцевой стабилизацией частоты и первый, второй, третий и четвертый кварцевые резонаторы (2, 3, 4, 5) с колебаниями сдвига по толщине, где первый, второй, третий и четвертый генератор управляется соответственно первым, вторым, третьим и четвертым кварцевым резонатором, при этом первый и второй кварцевые резонаторы образуют соответственно резонатор (2) давления и опорный резонатор (3), которые вместе конструктивно исполнены как датчик давления, обеспечивающий частотный выходной сигнал (8); третий кварцевый резонатор (4) образует первый резонатор температуры, конструктивно исполненный как датчик температуры, обеспечивающий частотный выходной сигнал (9); и четвертый кварцевый резонатор (5) образует второй датчик температуры, при этом частотный выходной сигнал (22) четвертого генератора микшируют с частотным выходным сигналом третьего генератора (21) для получения динамического теплового выходного сигнала (10), и резонатор (5) второго датчика температуры является частью того же держателя (6), что и опорный резонатор (3) и первый резонатор (4) температуры, или является частью другого держателя (7). Технический результат заключается в повышении точности измерений. 37 з.п. ф-лы, 12 ил.
Наверх