Интегральный полупроводниковый преобразователь давления Советский патент 1986 года по МПК G01L9/04 

i

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быт использовано для измерения давления значительных изменениях температуры.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет уменьшения нелинейности упругого элемента и расширение диапазона измерений.

На фиг. 1-9 приведены варианты конструкции устройства.

Преобразователь содержит упругий элемент 1, состоящий из мебраны 2 и ребер 3 жесткости в форме балок, на которых размещены тензочувствител ные элементы 4. Вырезы 5 выполняют роль шарнирного соединения в приме- няемь х ребрах 3 жесткости в форме балок, место их размещения не приводит к изменению суш,ествушЕШХ. плоскостей симметрии в ребрах жесткости, а их ширина должна быть не меньше половины толщины упругого элемента 1 Основание может быть выполнено заодно с упругим элементом или независимо и служит для жесткого закрепления упругого элемента.

На мембране 2, имеющей шт.оскости симметрии, выполнены ребра 3 жесткости в форме балок, также имеющие плоскости симметрии, так, что плоскости симметрии мембраны 2 и ребер 3 совпадают, образуя плоскость симметрии упругого элемента 1, создавая конструкцию упругого элемента 1, в которой мембрана 2 и ребра 3 жесткости под действием входной величины (давле-ния) Р деформируются (изгибаются) совместно, причем ребра 3 жесткости в форме балок входной величиной Р нагружаются осесиммет- рично.

Устройство работает следующим образом.

Под действием осесимметричного нагружения балки испытывают плоский изгиб, при котором реализуется линейная зависимость между внешней нагрузко и деформацией в балках. Тензочузствительные элементы 4, размещенные на ребрах 3 жесткости

-

2100762

в форме балок, регистрируют эту линейную зависимость.

В устройстве под действием входной величины - давления Р мембрана 2

5 и ребра 3 жесткости деформируются, изгибаясь совместно, причем внешняя нагрузка распределяется между ними в некотором соотношении, величина которого зависит только от соотноси 0 тельных размеров мембраны и балок. Для ребер жесткости в форме прямоугольных балок характерными геомет- рическими соотношениями, определяющими распределение нагрузки, являют15 ся

h 1 1§ Н 2 17

соответственно длина и ширина ребра жесткости; 2Q п - толщина ребра жесткости; суммарная толпщна мембраны и ребра жесткости.

| 2-JOO где L и. В h Н

и

5

0

5

0

Формула изобретения

Интегральный полупроводниковый преобразователь давления, содержащий опорное основание с упругой мембраной и тензочувствительные эле-ь менты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет уменьшения нелинейности упругого э.чемента и расширения диапазона измерений, в нем на упругой мембране выполнено по крайней мере одно ребро жесткости в форме прямоугольной балки, плоскость симметрии которого совпадает с плоскостью симметрии упругой мембраны, а тензочувствительные элементы размещены на ребре жесткости, при этом геометрические характеристики опорного основания, мембраны и ребра жесткости удовлетворяют следующим оотношениям

5

- 2-100;

где L и Ь h - Н .И 1 16

Н ,2 17 длина и ширина ребра жесткости, соответственно;

толщина ребра жесткости; суммарная толщина мембраны и ребра жесткости.

J 2

b

J 2

5

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для измерения давления при значительных изменениях температуры. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет уменьшения нелинейности упругого элемента и расширения диапазона измерений. Для этого на упругой мембране 2 выполнено по крайней мере одно ребро жесткости 3 в форме прямоугольной балки, плоскость симметрии которого совпадает с плоскостью симметрии мембраны. Под действием осе- симметричного нагружения балки испытывают плоский изгиб, при котором реализуется линейная зависимость между внешней нагрузкой и деформацией балок, регистрируемая тензочувстви- тельными элементами 4, размещенными на ребрах жесткости. Геометрические характеристики опорного основания и балки связаны соотношениями (Л s- 2-100, tl 1 - 1 о н 2 Т ил.

фиг. 5

Фиг-6

Л 2 7

ф{/г. 7

Фаг. 8

Фиг. 9