Датчик давления Советский патент 1982 года по МПК G01L9/04 G01L1/22 

1

Изобретение относится к технике измерения динамического давления в устройствах мембранного типа и может быть использовано в системах регистрации перепадов динамического давления с широким диапазоном измеряемой п ер егруз ки.

Известно устройство, содержащее мембрану с изолирующей прослойкой и пленку тензорезистора из металла |

Недостатком этого устройства является низкая чувствительность регистрации перепадов динамического давления.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности является датчик давления, содержащий мембрану, диэлектрическую подложку и расположенный на ней тензорезистивный элемент 2j .

Недостатком указанного устройства является низкая чувствительность при регистрации перепадов динамического давления в области низких и высоких давлений.

Цель изобретения - повышение чувствительности и расширения пределов измерения динамического давления.

Указанная цель достигается тем, что тензорезистивный элемент выпол нен в виде размещенных один в другом с зазором двух меандров, между удлиненными участками которых за10подлицо установлены перемычки из переключающего диэлектрика, причем зазор между меандрами, ширина перемычек и расстояние между соседними перемычками равны ширине меандра.

15

. На фиг. 1 изображено устройство, вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Датчик содержит металлическую мембрану 1, нанесенный на нее слой

20 диэлектрика 2, на котором расположен тензорезистивный элемент в виде раз- . мещенных один в другом с зазором двух меандров. Каждый из них соответствует электродам 3 и 4, Между удлиненными участками электродов 3 и 4 размещены перемычки переключающего диэлектрика 5. Зазор между меандрами, ширина перемычек и расстояние между соседними перемычками равны ширине , меандра d. Давление Р.прикладывается нормально к поверхности датчика. Максимальной деформации подвергается его середина, минимальной - его края.

Устройство работает следующим образом,

В зависимости от величины напряжения между электродами 3 и 4, выполНЯЮ1ЦИМИ функцию тензочувствительных элементов, сопротивление диэлектрических перемычек 5 может быть низким или высоким. Если величина напряжения на диэлектрике 5 не превьшает некоторого порогового напряжения, то такой материал находится в высокоомном состоянии и обладает определенным удельным поверхИостным сопротивлением. При некотором пороговом .напряжении сопротивление диэлектрика скачком за время порядка нескольких НС переходит в ниэкоомное состояние и остается в этом состоянии при всех напряжениях, выше порогового. При уменьшении напряжения диэлектрик скачком вновь переходит в исходное высокоомное состояние за. время обрат Ного переключения порядка нескольких

МКС.

До переключения тензочувствительность датчика определяется сопротивлением двух независимых электродов 3 и 4, регистрирующих перепады давле ния в одном направлении. После переключения происходит закорачивание электродов и основное падение напряжения происходит на низкоомных перемычках в другом направлении. В исходном состоянии входное сопротив96433 . . 4

ление датчика является высокоомным и определяется сопротивлением электродов 3 и 4 после переключения низкоомным и определяется состоянием J диэлектриче-ских перемычек. В связи с этим в исходном состоянии датчик способен регистрировать низкие значения динамического давления с высокой чувствительностью, а после переключения - высокие значения динамического давления.

Таким образдм, использование предлагаемого датчика позволяет повысить его чувствительность при регистрации перепадов динамического давления в областях низких и высоких давлений.

Формула изобретения

Датчик давления, содержащий упругую мембрану, покрытую слоем диэлектрика, и расположенный на нем тензорезистивный элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения пределов измерения динамического давления, тензорезистивный элемент выполнен в виде размещенных один в

другом с зазором двух меандров, между удпиненными участками которых заподлицо установлены перемычки из переключающего диэлектрика, причем зазор между меандрами, ширина перемычек и расстояние между соседними перемычками равны ширине меандра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 01. Патент Японии № 31379,

кл. 111 С 23, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 249700, кл. G 01 L,9/04, 18.03.68 (прототип).