Термокомпенсированный тензодатчик Советский патент 1979 года по МПК G01L1/18 

мы перпендикулярно друг к другу в кристаллографическом направлении типа 110 обеспечивает максимальный выходной сигнал схемы. Одинаковость температурных зависимостей тензочувствительности регулирующей и измерительной схем и их температур обеспечивается выполнением задатчика постоянной деформации и упругого элемента из одной сапфировой пластины. Расположение резисторов регулирующей тензосхемы в недеформируемой ее области создает постоянство их деформации вне зависимости от деформаций упругого элемента, обусловленных измеряемым параметром (например, вибрацией).

На чертеже схематично показан предлагаемый тензодатчик с упругим элементом балочного типа, вид сверху.

Тензодатчик содержит упругий элемент 1 из сапфира с расположенной в зоне максимальных деформаций измерительной тензосхемой 2, вход 3 которой подключен к выходу регулирующего элемента (не показан), а с выхода 4 снимается сигнал. Вне зоны деформаций на упругом элементе расположена регулирующая тензосхема, состоящая из расположенных взаимно перпендикулярно в направлении типа ПО резисторов 5, 6. Вход регулирующей тензосхемы вместе с выходом измерительной тензосхемы подключен к выходу регулирующего элемента, а выход 7 - к управляющему входу регулирующего элемента.

К силовому входу регулирующего элемента подключен источник питания (не показан). К концу упругого элемента прикреплен груз 8. Пластина сапфира выполнена с разориентацией 3-15° относительно плоскости (10-12). В результате разориентации пластины резисторы 5, 6 регулирующей тензосхемы находятся в анизотропном деформированном состоянии. Величина этих деформаций обусловлена разориентацией и не меняется с температурой. Величина деформаций, а значит и входной сигнал регулирующей тензосхемы пропорциональны степени разориентации сапфировой пластины, но при разориентации свыще 15° на пластине вырастает не моно-, а поликристаллический кремний. При разориентации менее

3° деформации слищком малы по величине. Устройство функционирует следующим образом. Под действием измеряемого ускорения груз смещается, упругий элемент деформируется, на выходе измерительной тензосхемы появляется выходной сигнал, пропорциональный величине ускорения, чувствительности измерительной схемы и величине питающего ее напряжения. При изменении температуры чувствительность измерительной и регулирующей тензосхем меняется на одну и ту же величину, поскольку составляющие их тензорезисторы имеют идентичные характеристики. Регулирующий элемент изменением питающего напряжения, им вырабатываемого, компенсирует изменение чувствительности с температурой, в результате чего выходной сигнал измерительной тензосхемы не меняется.

Формула изобретения

Термокомпенсированный тензодатчик, содержащий упругий элемент с расположенной на нем измерительной тензосхемой, задатчик постоянной деформации с размещенной на нем регулирующей тензосхемой из кремниевых монокристаллических резисторов, выход которой подключен к управляющему входу регулирующего элемента, а вход вместе с входом измерительной тензосхемы - к выходу регулирующего элемента, к силовому входу которого подключен источник питания, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности путем уменьщения температурной погрешности, задатчик постоянной деформации и упругий элемент выполнены из одной пластины сапфира, разориентированной на 3-15° от плоскости (10-12), а резисторы регулирующей тензосхемы расположены в недеформируемой области пластины взаимно перпендикулярно и ориентированы в кристаллографическом направлении типа НО.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США jYa 3245252, кл. 73-885, 1966.

2.Авторское свидетельство СССР № 434284, кл. G OIL 1/18, 1972 (прототип).