Тензопреобразователь высокого давления Советский патент 1989 года по МПК G01L9/04 

Изобретение относится к приборо- строеиию, а именно к мембранным тен- зопреобраэоватепям давления, и может быть использовано в датчиках давле- ния жидкостей или назов с электрическим выходным сигналов.

Цель изобретения - повьиение чув- ствительности.

На фиг.1 показано расположение тензорезисторов на поверхности мембраны, а также распределение радиальной и тангенциальной деформаций в упругом элементе тензопреобразователя высокого давления; на фиг.2 - экс- периментальио определенная зависимост смещения цеитров периферийных тензорезисторов от контура закрепления мембраны на корпус тензопреобразователя от толщины мембраны и зависимость, оп ределяемая представленным соотношением.

В теизопреобразователе высокого давления (фиг,) мембрана 1, выполненная заодно с корпусом тензопреобразо- вателя образует колпачковую мембрану с утолщенным основанием 2 и утоненной центральной частью с радиусом R и толщиной h. Кремниевые тензореэисто- ры расположены на утолщенном основа- нни 2 мембраны на расстоянии г от центров тензорезисторов до центра мембраны.

При этом два тензорезистора 3 ори- ентированы перпендикулярно радиусу мембраны, а два других тензорезистора 4 - вдоль радиуса. Тензорезисторы соединены в мостовую тензосхему.

Под действием давления Р мембрана изгибается, деформируя тензорезисто- ры. Под действием деформации тензо- резисторы изменяют свое сопротивление

и на выходной диагонали моста появляется сигнал, пропорциональный давлению Р. На фиг,1 также представлено ( распределеиие радиальной - кривая 5, тангенциальной - кривая 6 деформаций и из разности - кривая 7 в тензопре- образователе. Видно, что в тензопреоб- разователе, рассчитанном на высокое давление и имеющем толстую мембрану (h«R), экстремумы радиальной, танген- циальной деформаций, а также их разности находятся на корпусе тензопреобразователя (утолщенном основании 2). Соответствеино тензорезисторы расположены так, что нх центры находятся в точках максимума разности радиалыюй и тангенциальной деформаций, определяемой указанной формулой.

Формула изобретения

Тензопреобразователь высокого -давления, содержащий колпачковую мембра- иу с утолщенным основанием и утоненной центральной частью с радиусом R и закрепленные на мембране тензорезисторы, расположенные два тензорезистора вдоль и два - поперек осей симметрии и соединенные в мостовую измерительную схему, отличающийся тем, что, с целью повы- Щения чувствительности, в нем по крайней мере центр одного тензорезистора расположен на расстоянии г от центра мембраны, определяемом из соотношения

г h С) . R,

где h - толщина утоненной части мембраны, мм; К - постоянный коэффициент, мм.

uZ.nri

2.01.G-/t,f(ff

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения давлений с повышенной чувствительностью. В тензопреобразователе, рассчитанном на высокое давление и имеющим толстую мембрану 1, экстремумы радиальной и тангенциальной деформаций, а также их разности находятся на периферийном утолщенном основании мембраны. Соответственно тензорезисторы 3, 4 расположены так, что их центры находятся в точках максимума разности вышеуказанных деформаций. Представлено соотношение для определения места расположения тензорезисторов. 2 ил.