Датчик давления Советский патент 1981 года по МПК G01L9/06 

(54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при конструировании датчиков давления на основе полупроводниковых чувствительных элементов, предназначенных для измерения давления жидкостей и газов.

Известны датчики давления с полупроводниковыми тензорезисторами 1 ,

Недостатком известных датчиков является невысокая точность из-за нелинейности градуировочной характеристики. Причина нелинейности заключается в технологических погрешностях размещения тензорезисторов в определенных зонах мембраны, в несовмещении осей симметрии тензосхемы и профиля мембраны из-за их расположения по разные стороны кремниевой пластины.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является датчик дав.ления, содержащий корпус с закрепленной в нем полупроводниковой мембраной с расположенными на ней тензорезисторами, соединенными в измерительную схему, компенсатор нелинейности 2 .

Недостаток этого устройства сложность конструкции и низкая точность, так как требуется плавно изменять рабочий диаметр мембраны, при этом изменяются чувствительность и температурные характеристики датчика, что делает сложным его практическую реализацию.

10

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение точности датчиков давления.

Указанная цель достигается тем, что компенсатор нелинейности выпол15нен в виде поворотной втулки, установленной одним торцом на поверхности мембраны у зоны заделки., а другк - на корпусе, причем внутренний диаметр втулки эксцентричен наруж20ному .

На фиг. 1 изображен датчик; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Датчик соедёржит полупройодниковую мембрану 1, установленную в кор25пусе 2, внутри которого установлена эксцентричная поворотная втулка 3, которая поджимается к зоне заделки мембраны пружиной 4 и гайкой 5. Электрические выводы я-ензосхемы 6

30 осуществляются при помощи контактно-

ГО узла 7 с жесткими проволочными выводами 8.

Измеряемое давление воздействует ца полупроводниковую мембрану 1 и вызывает ее прогиб, что приводит к изменению сопротивлений тензорезисторов тензосхемы 6. Величина изменения сопротивления тензорезисторов зависит от места их. установки на мембране и особенно от расстояния до места закрепления полупроводниковой мембраны в корпусе 2, В процессе изготовления полупроводниковой мембраны и ее сборки неизбежно возникают погрешности, приводящие к тому, что все тензорезйсторы отстоят от места заделки, т.е. корпуса 2, на разных расстояниях, что приводит к нарушению равенства,их относительных изменений сопротивлений в процессе прогиба мембраны 1. 11бсле изготовления датчика при подаче на него давления проводятся измерения относительных изменений сопротивлений тензорезисторов и по тому, где это изменение мало, определяют положение втулки 3 Точное значение положения определяется ее плавным поворотом и замером относительных изменений сопротивлений. Фиксация втулки и ее необходимый поджим осуществляется гайкой 5 с пружиной 4. Включение тензорезисторов в тензосхему 6 осуществляется с помощью контактного узла 7, выполненного из изоляционного материала с запрессованными проволочными выводами 8.

Технико-экономический эффект изобретения заключается в повышении точности измерения давления за счет снижения погрешности от нелинейности градуировочной характеристики д1(атчика.

Формула изобретения

Датчик давления, содержащий корпус с закрепленной в нем полупроводниковой мембраной с расположенными

на ней тензорезисторами, соединенными в измерительную схему, и компенсатор нелинейности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения конструкции,

компенсатор выполнен в виде поворотной втулки, установленной одним торцом на поверхности мембраны у зоны заделки, а другим - на корпусе, причем внутренний диаметр втулки эксцентричен наружному.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Приборы и системы управления, 1976, 1, 0.17-19. 2. Патент США 3743926,

кл. 73-141, 06.07.1973 (прототип).