Полупроводниковый датчик давления Советский патент 1980 года по МПК G01L9/04 

. Изобретение относится к области контрольн измерительной техники, а именно к устройствам измерения давления. Известны различные устройства для измерения давления 1. Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности полупроводниковый датчик давления с измерительным тензопреобразователем 2. Недостаток данного устройства - зависимос выходных число-импульсных посылок, содержа щих информащ1ю о давлении, от температуры за счет зависимости коэффициента тензочувствительности тензорезисторов мостового измери тельного тензопреобразовагеля от температурь. Кроме того, использование двух маспгтабных усилителей для передачи напряжен 5я с моста и опорного напряжения вносит дополнительную погрешность в канал преобразования. Цель изобретения - повышение точности измерения давления за счет устранения влияния температурных погрешностей. Для достижения указанной цели в известное устройство введен опорный тензопреобразо ватель, снабженный постоянно деформированным упругим чувствительным элементом, подключенный к источнику питания и к переключателю. На чертеже дана схема полупроводникового датчика. Датчик содержит источник питания 1, измерительный тензопреобразователь 2, переключатель 3, интегратор 4, компаратор 5, схему формирования число-импульсных посылок 6, масщтабный усилитель 7, опорный гензоареобразователь 8. Выход источника питания 1 соединен со вхо дами измерительного 2 и опорного 8 тензопреобразователей, выходы которых соединены со входом переключателя 3, выход переключателя 3 соединен со входом масхнтабного усилителя 7, выход которого соединен со входом интегратора 4. Выход интегратора 4 соединен со входом компаратора 5, а выходы компаратора 5 и схемы 6 формирования число-импульсных посылок соединены со входом переключателя 3. 3 ИпПряжеиис Up с источника питания 1 подаемся на вход изме|жтельного гензопреобразо теля 2 и на вход опорного тензопреобразователя 8, мембрана которого деформирована под воздействием эталонного давления PQ. В момент времени t, из схемы 6 управле ния и формирования число-импульсных посылок приходит сигнал на переключатель 3, под ключающий на стабшгьный интервал времени TO выход измерительного тензопреобразовател 8 ко входу масштабного усилителя 7. Напряжение с выходя масппабного усилите равное (r)-(P)-KM, где Un напряжение источника питания; Ц (Т) коэффивден гензочувствительного гензопреобразователя; -(Р) - средняя деформация измерительного тензопреобразователя; Кд - коэффициент передачи масштабно усилителя, поступает на вход интегратора 4. Напряже ше на выходе интегратора изменяетс по линейному закону и по истечении времени То становится равным и;4Гйс11- ип-к(ть(р).Кл,-т,, где t - постоянная времени интегратора В момент времени tj из схемы 6 управ-ления и формирования число-импульсных посылок приходит сигнал на переключатель 3,. подключающий выход опорного тензопреобразователя 8 ко входу масштабного усилителя 7. Напряжение с выхода масштабного усилите равное и -1Гп-К((Ро)-Нм, гдеЕоСРо)- средняя деформация опорного тензопреобразователя, подается на вход интегр тора в Противоположной полярности, напряже ние на выходе которого уменьшается до нуля по закону -v;-f (t,-.,). 4 Нулевое значение напряжения на выходе ни и грагора в момент t;, фиксируется компаратором 5Jсигнал с которого поступает на переключатель 3, отключаюпшй выход опорного тензопреобразователя 8 от входа мас1птабного усилителя 7. Если измерительный и опорный тензопреобразователи изготцвлены при одинаковой технологических режимах и обеспечивается кратковременная стабильность напряжения источника питания, коэффициентов тензочувствительности тензопреобразователей, коэффициента передачи масштабного усилителя и постоянной времени интегратора, по крайней мере в течение цикла измерения ta-t, то интервал времени t -t -Т - bZ:-|l l т (Ро) ° определяется отношением деформации измерительного и опорного тензопреобразователей и. не зависит от величины напряжения питания Uns коэффициента тензочувствительности, коэффициента передачи масштабного усилителя и их температурных коэффициентов. . В схеме управления и формирования числоимпульсных посылок происходит заполнение интервала TX импульсной последовательностью. Формула изобретения Полупроводниковый датчик давления, содержащий последовательно соединенные источник питания, измерительный теНзопреобразователь, переключатель, масштабный усилитель, интегратор, компаратор и схему формирования числоимпульсных посьшок, выход которой соединен со входом перею1ючателя, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введен опорный тензопреобразователь, снабженный постоянно деформированным упругим чувствительным элементом, подключенный к источнику питания и к переключателю. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Асе Б. А. и др. Детали и узлы авиащтoHHbtx приборов и их расчет, I960, стр. 132. 2. Приборы и системы управления К., , 1976, с. 29-31.

6