Способ регулирования чувствительности тензодатчиков Советский патент 1976 года по МПК G01B7/16 

1

Изобретение относится к полунроводпиковой тензометрии и может быть применено в области машпио-, судо- и авиастроения, в частности при испытаниях конструкцир и узлов совремеиных летательных аппаратов.

Известеи способ регулирования чувствительности полупроводниковых датчиков легированием материала датчика химическими примесями. Однако этот способ приводит к снижению чувствительности датчиков 1.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ регулирования чувствительности тензодатчиков путем изменения режима работы активных элементов. Способ заключается в том, что в соответствии с требуемой величиной изменения выходного сигнала датчика изменяют напряжение питания его активных элементов 2. Однако этот способ не позволяет получить существенного увеличения чувствительности, так как при увеличении напряжения питання ухудщается точность измерений.

Целью изобретения является иовыщение чувствительности иолупроводниковых тензодатчиков на основе Р-TlInSe2 при осуществлении процесса регулирования чувствительности.

Для этого по предлагаемому способу активный элемент тензодатчика нагревают до температуры, превышающей температуру поверхности контролируемого объекта, но не выходящей за границу рабочего диапазона температур тензодатчпка. Эта цель может быть достигнута путем нагревания элемента имиульсом тока, пропускаемого через элемент в момент измерения, а также иутем нагревания элемеита воздействием электромагнитного нзлучения оптического диаиазона.

Экспериментально было обнарул ено, что тензодатчпки на основе кристаллов Р-TllnSeo в отличие от других известных полупроводннковых тензодатчнков обладают тем свойством, что с повыщением их температуры коэффициент теизочувствительиостп существенно увелнчивается. Это явление и положено в основу предлагаемого изобретения.

В одном из возможных вариантов осуществления снособа нагрев активного элемента тензодатчпка ироизводится в момент проведения измерений прп комнатиой пли средни.ч температурах рабочего диаиазопа иосредством импульсного рабочего тока соответствуюИ1,ей величины н длительности. Кратковременный внутренний нагрев при нроведенип пзмереннй значительно повыщает тензочувствптельность используемых датчиков, не искажая местную температуру поверхности испытываемого объекта. Постоянство рабочей температуры датчика при отсутствии деформации контролируется по электросопротивленню и корректируется изменением величины тока питания. Таким образом, в широком интервале темнератур (20° - 400°С) удается обеснечить иостоянную выеокую (евыше 400°С) рабочую температуру датчика, а тем самым и стабильный высокий коэффициент теизочувствительности.

По другому варианту реализации снособа регулирования чувствительности на активный элемент воздействуют электромагнитным излученнем определенной интенсивности. Активный элемент через прозрачное занцнтиое покрытие облучается либо белым светом, либо монохроматическим лучом, максимально эффективным при длине волны порядка 1 мкм. Действие повышения интенсивности облучения аналогично увеличению темнературы датчика при нагреве его током.

Технико-экономическаяэффективность

изобретеиия обусловлена тем, что оно иозволяет обеспечить коэффипиент тензочувствительности порядка К 50000 при температуре около 600°С. Предлагаемый способ обеспечпвает достпжепие такого же коэффициента тензочувствительностп и при комнатных и средних температурах, что до сих пор не было

достишуго пзьсети1 1:,1И датчикамп li спосиоаМП уираилеиия лх чувствительностью.

Ф о р м у „ч а и 3 о б р с т с п и я

1. Способ регулирования чувствительност тензодатчиков, заключаюгцнйся в том, что изменяют работы активных элементов тензодатчиков, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью новышения чувствительности нолунроводниковых тензодатчиков на основе Р-TllnSes, активный элемент нагревают до темнературы, превышающей температуру поверхности ко)1тролируемого объекта, но не выходящей за границу рабочего диапазона

температур тензодатчнка.

2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что элемент нагревают импульсом тока, пропускаемого через элемент в момент измерения.

3.Способ по и. 1,0 т л и ч а ю щ и и с я тем, что элемент нагревают воздействием электромагнитного пзлучен ш оптического диапазона.

Источники информации, нринятые во впиманне прн экснертизе:

1.Авторское свидетельство Ni 406166, М. Кл.2 G 01В 7/18, 1972 г.

2.Авторское свидетельство № 288380, М. Кл-. G 01В 7/18, 1969 г. (прототип).