СО
00
ел 11 Изобретение относитс к измерите л вной технике и может быть исполь зовано при измерении ускорени , вибрации и давлени . Известен полупроводниковый тензопреобразователь , содержащий четыр тензорезистора, соединенные в мост Уитстона, балансировочные и компенсационные резисторы D 3. Недостатком данного устройства вл етс невозможность диагностиров ни состо ни преобразовател после его установки на измер емом объекте Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс no лупроводниковый тензопреобразовател фирмы Endevco, который включает в себ мост Уитстона, образованный двум тензорезисторами и двум пассивными прецизионными резисторами, Параллельно одному из пассивных резисторов через переключатель подключен калибровочный резистор, величина которого значительно больше сопротивлени резистора полумоста Однако известному устройству при сущи недостатки, заключающиес в нево эможности проведени -калибровки при воздействии на преобразователь измер емого ускорени . Кроме того, с изменениемтемпературы измен етс крутизна преобразовани устройства, поэтому соотношение между сигналом калибровки и сигналом на диапазон мен етс , что снижает точность изме рени . Цель изобретени - повышение точ ности и достоверности диагностировани состо ни преобразовател в процессе измерений. Указанна цель достигаетс тем, что в полупроводниковом тензопреобр зователе, содержащем расположенные на упругом элементе калибровочный резистор и соединенные в мост Уитст на тензорезисторы, введен дополнительный калибровочный резистор, причем каждый из калибровочных резисторов включен .в смежное плечо моста между тензорезистором и выход ной клеммой моста, TeNmepaTypHbrii коэффициент сопротивлени материала калибровочных резисторов равен.алгебраической сумме температурных коэффициентов сопротивлени тензорезисторов и коэффициента их тензо- чувствительности, а сопротивлени калибровочных резисторов равны по величине. 0 На фиг,1 изображена электрическа схема тензопреобразовател ; на фиг.2 - возможна топологическа реализаци чувствительного элемента; на фиг.З - конструкци акселерометра . Тензообразователь I содержит тент зорезисторы 2-5, соединенные в мост Уитстона. В два смежных плеча моста последовательно с тензорезисторами 2 и 3подключены калибровочные резисторы 6 и 7, от одного из которых сделан дополнительный отвод. Питание тензопреобразовател 1 осуществл етс расположенЩ)1М во вторичной аппаратуре 8 источником 9. Переключатель 10 предназначен дл выбора режима измерение-калибровка, подключа на вход усилител 11 либо выходной сигнал, либо сигнал калибровки . Усилитель своим выходом соединен с регистратором 12. Чувствительный элемент 13 выполнен в виде профилированной консоли. Тен- зорезисторы 2-5 образованы диффузией бора в кремниевую подложку и соединены -алюминиевыми металлизированными дорожками с балансировочными резисторами 14 и 15,-образованными также диффузией бора, и термокрмпенсационными тoнкoплeнoчнь ми резисторами 16 и 17 из нихромд. Балансировочные и термокомпенсационные резисторы до проведени настройки закорочены алюминиевыми перемычками. Калибровочные резисторы.18 и 19 равного сопротивлени из нихрома подключены последовательно с тензо- резисторами 2 и 3. Дл прецизионной настройки величины калибровочных резисторов служат подстроечные резисторы 20 и 20а, до настройки закороченные алюминиевыми перемычками . К контактным площадкам 21-25 приварены золотые проводники, Тен- зорезисторы 2-5 расположены над профилированным участком 26 балки, т.е. в области деформации. Дл случа использовани тензопреобразовател в акселерометре 27 чувствительный элемент в виде консольно закрепленной балочки прикреплен к основанию 28 и закрыт крьшкой 29. Соединение со вторичной аппаратурой осуществл етс через кабель 30, укрепленный на основании .28. Устройство работает следующим образом. 3 При подаче питающего напр жени на входную диагональ моста на его выходной диагонали возникает близкий к нулю сигнал. Одновременно между выводами К и V,,, формируетс калибровочньй сигнал V. При необходимости в процессе изготовлени преобразовател подключением балансировочных и термокомпенсационных резисторов 14-17 проводитс точна балансировка и термокомпенсаци начального сигнала, измер етс сигнал- данного преобразовател , достигаемый в измер емом диапазоне V,, и подключением подстроечных ка либровочных резисторов 20 и 20а проводитс точна настройка калибровочного напр жени на заданную величину отношени . При изменении температуры мен етс начальный сигнал преобразовател , но это не сказываетс на величине У„, а изменение V с теьше ратурой имеет тот же характер, что и изменение V., так что отношение V /V остаетс неизменным дл широкого диапазона температур.
// - -У , 4 При воздействии ускорени на. кселерометр 27 свободный конец 31 алки 13 смещаетс , балка деформиуетс и.на выходе моста по вл етс сигнал, пропорциональный действуюему ускорению. Величина калибровочного напр жени остаетс неизменной , что позвол ет проводить ка либровку непосредственно в процессе измерений. Люба неисправность преобразовател скажетс на величине калибровочного напр жени , что позвол ет диагностировать неисправность преобразовател .Таким образом, введение в мостовую схему калибровочных резисторов позвол ет повысить точность измере- ни за счет исключени температурной погрешности устройства, повысить точность калибровки, исключив из нее вклад от начального сигнала преобразовател , обеспечить возмо ность проведени калибровки и диагностировани преобразовател непосредственно в процессе измерений .