RU2028583C1 - Датчик давления - Google Patents
Датчик давления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2028583C1 RU2028583C1 SU3097931A RU2028583C1 RU 2028583 C1 RU2028583 C1 RU 2028583C1 SU 3097931 A SU3097931 A SU 3097931A RU 2028583 C1 RU2028583 C1 RU 2028583C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- elastic element
- membrane
- temperature
- film
- thermal conductivity
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Force In General (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
Использование: в измерительной технике, в частности в тензорезисторных датчиках давлениях в условиях воздействия на датчик термоудара. Сущность изобретения: для повышения точности измерений датчик давления содержит корпус 1, колпачковый упругий элемент 2, покрытый двухслойным диэлектриком 3, и расположенную на диэлектрике тензорезисторную схему 4. Кроме того, имеется дополнительная пленка 7, расположенная на упругом элементе с противоположной стороны двухслойного диэлектрика с коэффициентом теплопроводимости, меньшим, чем у материала упругого элемента. Толщина пленки 7 определяется из определенного соотношения. 1 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давлений в условиях воздействия нестационарной температуры измеряемой среды (термоудара).
Известны датчики давления, предназначенные для измерения давления в условиях нестационарной температуры измеряемой среды, содержащие упругий элемент в виде жесткозащемленной мембраны, покрытой диэлектриком. На диэлектрике расположена тензочувствительная схема, а компенсация паразитного выходного сигнала датчика, обусловленного нестационарной температурой измеряемой среды, осуществляется термопарами, расположенными на диэлектрике [1] .
Ввиду зависимости термодинамических характеристик упругого элемента от толщины материала мембраны требуется индивидуальная настройка каждого датчика с использованием дорогостоящего оборудования. Кроме того, в данной конструкции происходит неполная компенсация температурной погрешности в нестационарном температурном режиме. Это обусловлено тем, что при воздействии на приемную полость датчика измеряемой среды с нестационарной температурой на поверхности мембраны в зоне установки тензорезисторов возникают неравномерные и изменяющиеся во времени температурные поля и температурные деформации. Поэтому на выходе датчика появляется паразитный сигнал, обусловленный реакцией тензорезисторов на изменяющиеся температурное поле и поле температуpных деформаций. Главной причиной неравномерности температурных полей является разница тепловых сопротивлений различных частей упругого элемента (тонкой мембраны и массивной заделки), причинами неравномерности температурных деформаций - неравномерность температурных полей самой мембраны. Применение термопар, установленных на диэлектрике, уменьшает погрешность, возникающую от неравномерного поля температур, но полностью ее не компенсирует, так как невозможно установить термопару и тензорезистор в полностью идентичные тепловые условия. Кроме того, термопара совершенно не компенсирует погрешность, обусловленную неравномерностью температурных полей деформации.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является датчик давления, содержащий вакуумированный корпус и упругий элемент в виде металлической жесткозащемленной мембраны, покрытый двухслойным диэлектриком, на котором расположена тензочувствительная схема [2].
Общими признаками предлагаемого технического решения и прототипа является наличие вакуумированного корпуса и упругого элемента в виде металлической жесткозащемленной мембраны, покрытого двухслойным диэлектриком, на котором расположена тензочувствительная схема.
Недостатком известной конструкции датчика является также наличие неравномерности температурного поля на мембране в зоне установки тензорезисторов из-за разницы термических сопротивлений рабочей части и заделки мембраны, обусловленной различными толщинами мембраны и заделки упругого элемента. Следует отметить, что неравномерность температурного поля несколько уменьшена за счет применения двухслойного диэлектрика. А наличие неравномерного температурного поля приводит к появлению неравномерного поля деформации на мембране и, как следствие, к появлению температурной погрешности.
Целью изобретения является уменьшение погрешности при работе датчика в условиях нестационарной температуры за счет уменьшения неравномерности температурного поля и поля температурных деформаций на мембране в зоне установки тензорезисторов при помощи выравнивания термических сопротивлений рабочей части и заделки мембраны.
Для этого усовершенствуется известная конструкция датчика давления, содержащего вакуумированный корпус и колпачковый упругий элемент в виде металлической жесткозащемленной мембраны, покрытый двухслойным диэлектриком, на котором расположена тензочувствительная схема.
Отличительными признаками предлагаемого датчика давления по сравнению с прототипом является то, что на поверхности рабочей части мембраны, соприкасающейся с измеряемой средой, нанесена пленка материала с меньшими по сравнению с материалом упругого элемента коэффициентом теплопроводности и толщиной, выбранной из соотношения
hп= (hз-hм) , где hп - толщина пленки;
hз - толщина упругого элемента в месте заделки;
hм - толщина рабочей части мембраны (толщина дна);
λп - коэффициент теплопроводности материала пленки;
λм - коэффициент теплопроводности материала упругого элемента.
hп= (hз-hм) , где hп - толщина пленки;
hз - толщина упругого элемента в месте заделки;
hм - толщина рабочей части мембраны (толщина дна);
λп - коэффициент теплопроводности материала пленки;
λм - коэффициент теплопроводности материала упругого элемента.
На чертеже изображен датчик давления, разрез.
Датчик состоит из вакуумированного корпуса 1 и колпачкового упругого элемента 2 в виде металлической жесткозащемленной мембраны. Мембрана покрыта двухслойным диэлектриком 3, на котором расположена тензочувствительная схема 4, которая при помощи гибких выводов 5 соединяется с гермовыводами 6. На поверхности рабочей части мембраны, соприкасающейся с измеряемой средой, нанесена пленка материала 7 с меньшим по сравнению с материалом упругого элемента коэффициентом теплопроводности (для наглядности масштаб изображения пленки материала двухслойного диэлектрика тензочувствительной схемы несколько увеличен по сравнению с другими элементами конструкции).
Датчик работает следующим образом.
При изменении давления измеряемой силы Р происходит прогиб рабочей части мембраны, приводящий к деформации диэлектрика и тензочувствительной схемы. При деформации меняется электрическое сопротивление тензорезисторов, в результате чего появляется разбаланс моста, составленного из этих резисторов, который фиксируется внешним измерительным устройством (не показан). При изменении температуры измеряемой среды (например, термоударе - скачкообразном изменении температур, наиболее характерном режиме работы для агрегатов ЖРД) происходит восприятие температуры измеряемой среды как рабочей частью, так и заделкой мембраны. При этом в связи с тем, что термические сопротивления рабочей части и заделки мембраны примерно равны за счет нанесения на рабочую часть мембраны пленки материала с выбранными характеристиками, неравномерность температурного поля, а следовательно, и поля деформаций на рабочей части мембраны в зоне установки тензорезистоpов будет значительно уменьшена. А следовательно, будет уменьшена и аддитивная температурная погрешность.
Claims (1)
- ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, содержащий вакуумированный корпус и колпачковый упругий элемент, покрытый двуслойным диэлектриком, на котором расположены тензочувствительные элементы, соединенные в измерительную схему, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введена дополнительная пленка, расположенная на упругом элементе с противоположной стороны двуслойного диэлектрика, с коэффициентом теплопроводности, меньшим коэффициента теплопроводности материала упругого элемента, при этом толщина пленки выбрана из соотношения
где h3, hм - соответственно толщины цилиндрической части упругого элемента и его дна;
λп, λм - соответственно коэффициенты теплопроводности материала пленки и упругого элемента.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU3097931 RU2028583C1 (ru) | 1984-10-02 | 1984-10-02 | Датчик давления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU3097931 RU2028583C1 (ru) | 1984-10-02 | 1984-10-02 | Датчик давления |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2028583C1 true RU2028583C1 (ru) | 1995-02-09 |
Family
ID=20928464
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU3097931 RU2028583C1 (ru) | 1984-10-02 | 1984-10-02 | Датчик давления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2028583C1 (ru) |
-
1984
- 1984-10-02 RU SU3097931 patent/RU2028583C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 501314, кл. G 01L 9/04, 1973. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 853442, кл. G 01L 9/04, 1977. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4586018A (en) | Combustion pressure sensor | |
EP1883798B1 (en) | Pressure sensor using compressible sensor body | |
JP2597042B2 (ja) | 差圧測定装置 | |
US20040112138A1 (en) | Measuring pressure exerted by a rigid surface | |
EP0803054B1 (en) | A temperature compensation method in pressure sensors | |
EP0145146B1 (en) | Combustion pressure sensor | |
US3787764A (en) | Solid dielectric capacitance gauge for measuring fluid pressure having temperature compensation and guard electrode | |
RU2028583C1 (ru) | Датчик давления | |
RU2026537C1 (ru) | Датчик давления | |
KR100347642B1 (ko) | 내연기관의연소실내의압력을검출하기위한압력변환기 | |
SU960559A2 (ru) | Датчик давлени | |
RU2024829C1 (ru) | Датчик давления | |
RU1812459C (ru) | Емкостный датчик давлени и способ его изготовлени и градуировки | |
RU2028585C1 (ru) | Датчик давления | |
US3355936A (en) | Apparatus for measuring mechanical stresses and hydraulic pressures | |
RU2028588C1 (ru) | Тонкопленочный датчик давления | |
RU2034252C1 (ru) | Датчик давления | |
SU1068747A1 (ru) | Полупроводниковый датчик давлени | |
RU2047114C1 (ru) | Датчик резности давлений | |
RU2028584C1 (ru) | Тонкопленочный датчик давления и способ его настройки | |
US3298233A (en) | Probe transducer | |
SU599170A1 (ru) | Датчик давлени | |
SU1377633A1 (ru) | Датчик давлени | |
SU1663461A1 (ru) | Датчик давлени | |
SU1425486A1 (ru) | Тензорезисторный датчик давлени |