SU1293474A1 - Способ изготовлени тензорезисторных чувствительных элементов - Google Patents

Abstract

Способ относитс  к тензометри- .ческим датчикам механических величин и может быть использован при изготовлении датчиков, работающих в услови х воздействи  переменных температур. Цель изобретени  - повышение точности при действии однократного термо- удара на чувствительный элемент, что достигаетс  за счет выбора мест расположени  тензочувствительных и компенсационных резисторов на упругом элементе с учетом нахождени  экспериментальным путем сопр женных точек, в которых деформаци  от действи  измер емого параметра имеет противоположные знаки, а деформаци  и температура от действи  термоудара соответственно одинаковы дл  одних и тех же моментов времени. Дл  нахождени  таких точек на упругий элемент устанавливают технологические тензо - терморезисторы и воздействуют на элемент термоударом, а затем измер емым параметром. После разметки мест расположени  всех тензочувствительных и компенсационных резисторов технологические резисторы удал ют и по разметке размещают резисторы, включаемые в схему моста. После испытани  моста на изменение статической температуры окончательно подгон ют значени  компенсационных резисторов. ю (Л

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к тензоре- зистивным датчикам механических параметров , и может быть использовано в датчиках давлени , усили , ускорени , перемещени  и других парамет- ров, работающих в услови х воздействи  переменных температур.

Цель изобретени  - повышение точности при действии однократного термоудара на чувствительный элемент.

Цель достигаетс  путем выбора мес расположени  тензочувствительных и компенсационных резисторов на упругом элементе с учетом нахождени  экспериментальным путем сопр женных точек, в которых деформаци  от действи  измер емого параметра имеет противоположные знаки, а температура и деформаци  от действи  термоудара соответственно одинаковы дл  одних и тех же моментов времени.

Способ осуществл ют следующим образом ,

Цосле изготовлени  упругого элемента в различных точках его поверхности , пригодной дл  установки резисторов , закрепл ют тензотерморег- зисторы в заданных направлени х и с их помощью измер ют температуры и дефо1)мации при воздействии одйо крат- ного термоудара, например, путем погружени  чувствительного элемента в криогенную жидкость. Затем на упругий элемент при нормальной температуре воздействуют измер емым параметром и определ ют в этих же точках величину и знак деформаций. Полученные данные представл ют собой табулированные значени  функций, описывающих соответственно -поле температур и поле деформаций от действи  термо- удара в каждый момент времени действи  этого фактора, а также поле деформаций от действи  измер емого параметра .

Анализиру  совокупность полученны экспериментальных данных, определ ют на упругом элементе как минимум две з.оны,, в которых деформации по заданным направлени м от действи  измер емого параметра имеют противоположные знаки. Дл  стержневого упругого элемента, работающего на сжатие или раст жение, такими зонами будут любые две зоны, отличающиес  направлением измерени  деформации, т.е. зоны в которых измер ют продольную и попе

5

0

5

0

.5

0

5

0

5

речную деформации. Дл  балочного упругого элемента, работающего на изгиб , такими зонами будут противоположные боковые поверхности балки, и т.п.. Число зон может быть увеличено до любого четного числа.

В выбранных зонах определ ют взаимно сопр женные точки, в которых температурные деформации от действи  термоудара имеют одинаковую величину и знак в каждьй момент действи  термоудара . При ограниченном числе используемых дл  эксперимента тензо- терморезисторОБ эти точки могут быть найдены пространственной интерпол цией .

Из найденных пар сопр женных точек выбирают такие, в которых температуры площадок чувствительного элемента имеют одинаковые значени  дл  каждого момента времени действи  термоудара , и нанос т в этих точках по заданным в начале эксперимента нап- .равлени м линии разметки дл  установ ки тензочувствительных и компенсирующих резисторов.

Затем освобождают упругий элемент от технологических тензотерморезис- торов и размещают на нем в соответствии с имеющейс  разметкой тензо- чувствительные и отличающиес  от них по температурному коэффициенту сопротивлени  и температурному коэффициенту тензочувствительности компенсационные резисторы. Соедин ют их в мостовую схему, включа  тензочув- ствительные резисторы из разных зон соответственно в смежные плечи моста , а компенсационные резисторы - последовательно с тензочувСтвитель- ными. Затем измен ют установившуюс  . температуру чувствительного элемента и определ ют уход начального уровн  сигнала моста от действи  статической температуры. Поскольку теоретическим расчетом невозможно точно угадать величину компенсирующего резистора вследствие разброса температурных коэффициентов сопротивлени  и тензочувствительности дл  всех вход щих в схему резисторов, то окончательное значение сопротивлени  каждого компенсирующего резистора подгон ют, с учетом измеренного значени  ухода начального уровн  сигнала моста. При этом не только достигаетс  требуема  статическа  температурна  балансировка моета , но и снижаетс  чувствительность моста к термоудару до значений, соизмеримых со значени ми его статической чувствительности к температуре .

Использование предлагаемого способа позвол ет получать тензорезис- тивные чувствительные элементы, устойчивые к воздействию термоударов в несколько сот градусов за доли секунды. При изготовлении партии тензорезистивных чувствительных элементов исследований полей деформаций и температур могут быть проведены лишь на одном упругом элементе, а полученные данные распространены на всю партию, что существенно снижает трудоемкость данного способа.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ изготовлени  тензорезистивных чувствительных элементов, заключающийс  в том, что на упругом элементе размечают места установки тензочувствительньк и компенсационных тензорезисторов, размещают тензочув- ствительные и отличаюпщес  от них по температурному коэффициенту сопротивлени  и температурному коэффициенту тензочувствительности компенсационные резисторы в соответствии с разметкой , соедин ют их в мостовую схеРедактор М.Товтин Заказ 370/41

   Составитель Н.Тимошенко

   Техред л.Сердюкова,, Корректор И.Эрдейи

   Тираж 678Подписное

   ВНИИПИ Государственного) комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4

   5

   0

   5

   0

   му, измен ют установившуюс  температуру чувствительного элемента, определ ют уход начального уровн  сигнала моста и по величине этого ухода подгон ют величины компенсирующих резисторов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности при воздействии однократного термоудара , до разметки в различных точ- |ках упругого элемента измер ют температуры и деформации при воздействии термоудара и деформации под действием измер емого параметра, определ ют как минимум две зоны на упругом элементе, в которых деформации по заданным направлени м от действи  измер емого параметра имеют противоположные знаки, в этИх зонах опреде- л ют сопр женные точки, в которых по этим направлени м температурные деформации от действи  термоудара имеют одинаковую величину и знак в каждый момент времени действи  термоудара , выбирают из них сопр женные точки , в которых температуры площадок чувствительного элемента имеют одинаковые значени  дл  каждого момента времени действи  термоудара, и нанос т в этих точках по заданным направлени м линии разметки дл  установки тензочувствительных и компенсирующих резисторов, включаемых соответственно в смежные плечи моста.