SU1571447A1 - Pressure transducer - Google Patents

Pressure transducer Download PDF

Info

Publication number
SU1571447A1
SU1571447A1 SU884492366A SU4492366A SU1571447A1 SU 1571447 A1 SU1571447 A1 SU 1571447A1 SU 884492366 A SU884492366 A SU 884492366A SU 4492366 A SU4492366 A SU 4492366A SU 1571447 A1 SU1571447 A1 SU 1571447A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
bridge
measuring
topology
membrane
covered
Prior art date
Application number
SU884492366A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Александрович Зиновьев
Анатолий Иванович Ворожбитов
Валерий Николаевич Скорлыков
Андрей Васильевич Кузекмаев
Original Assignee
Предприятие П/Я А-1891
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я А-1891 filed Critical Предприятие П/Я А-1891
Priority to SU884492366A priority Critical patent/SU1571447A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1571447A1 publication Critical patent/SU1571447A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Measurement Of Force In General (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано дл  измерени  с повышенной точностью быстропеременного и статического давлени  жидких и газообразных сред при нестационарном температурном режиме работы (при термоударе). Датчик давлени  содержит корпус, мембрану, два измерительных моста, имеющих одинаковую топологию и расположенных на диэлектрической подложке, нанесенной на мембрану. При этом топологи  одного моста  вл етс  зеркальным отображением топологии другого и в каждом мосте по два тензорезистора противоположных плеч покрыты слоем кремни , перекрывающим поверхность, занимаемую тензорезисторами, причем в одном измерительном мосте покрыта пара окружных тензорезисторов, а в другом - пара радиальных. 3 ил.The invention can be used to measure, with enhanced accuracy, fast-varying and static pressures of liquid and gaseous media under unsteady temperature conditions of operation (with thermal shock). The pressure sensor includes a housing, a membrane, two measuring bridges, having the same topology, and located on a dielectric substrate deposited on the membrane. In this case, the topology of one bridge is a mirror image of the topology of the other and in each bridge two resistance strain gages of opposite shoulders are covered with a layer of silicon overlapping the surface occupied by the resistance strain gages, and in one measuring bridge a pair of circumferential strain gages is covered, and the other is radial. 3 il.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к устройствам дистанционного измерени  давлени , и может быть использовано в датчиках дл  измерени  быстропеременного и статического давлени  жидких и газообразных сред при нестационарном температурном режиме работы (при термоударе), например при измерении давлени  в топливно-энергетических системах двигателей внутреннего сгорани  и т.п.The invention relates to a measurement technique, namely, devices for remote pressure measurement, and can be used in sensors for measuring fast-variable and static pressure of liquid and gaseous media during non-stationary temperature operation (with thermal shock), for example, when measuring pressure in fuel-energy systems of engines internal combustion, etc.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  за счет уменьшени  температурной погрешности при воздействии термоудара и увеличени  чувствительности.The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by reducing the temperature error when exposed to thermal shock and increasing sensitivity.

На фиг 1 показана конструкци  тензо- резисторного датчика давлени ; на фиг.2 - расположение тензорезисторов на мембране (топологи ); на фиг.З - измерительна  схема.Fig. 1 shows the design of a strain-resistance pressure sensor; figure 2 - the location of the strain gauges on the membrane (topology); fig.Z - measuring circuit.

Устройство включает корпус 1, мембрану 2, выполненную заодно со штуцером 3. На мембране 2 образованы два измерительных моста, один - из тензорезисторов 4-7, другой - из тензорезисторов 8-11. Тен- зорезисторы 4 и б покрыты слоем кремни The device includes a housing 1, a membrane 2, which is made integral with fitting 3. On the membrane 2 two measuring bridges are formed, one from strain gages 4-7, the other from strain gages 8-11. Tensors 4 and b are coated with a layer of silicon

12.а тензорезисторы 9 и 11 - слоем кремни 12.a strain gages 9 and 11 - a layer of silicon

13.Контактные площадки 14 служат дл  подключени  входов измерительных мостов к источнику 15 питани , а также дл  подключени  выходов измерительных мостов операционным усилителем (ОУ) 16 и 17, к выходам которых подключен блок 18 сложени  (ВС)13. Contact pads 14 are used to connect the inputs of the measuring bridges to the power supply 15, as well as to connect the outputs of the measuring bridges with an operational amplifier (OA) 16 and 17, to the outputs of which the adding unit 18 is connected

Датчик давлени  работает следующим образомThe pressure sensor works as follows

При подаче измер емого давлени  через штуцер 3 на мембрану 2 последн   прогибаетс , тензорезисторы 4-11 испытывают деформацию, а следовательно, измен етс  их сопротивление Вследствие этого на выходах измерительных мостов по вл ютс  сигналы, пропорциональные измер емому давлению.When the measured pressure is applied through the nozzle 3 to the membrane 2, the latter bends, the strain gages 4-11 experience deformation, and consequently, their resistance changes. As a result, signals proportional to the measured pressure appear at the outputs of the measuring bridges.

При воздействии термоудара измен ютс  сопротивлени  тензорезисторов, аWhen exposed to thermal shock, the resistance of the strain gauges changes, and

с with

vjvj

ЈJ

чh

следовательно, измен ютс  выходные сигналы измерительных мостов. Ввиду того,что тензорезисторы измерительных мостов установлены на попарно равном рассто нии от центра мембраны, причем топологи  первого моста  вл етс  зеркальным отображением топологии второго, температура на тензорезисторах 4 и 8, 5 и 9, 6 и 10, 7 и 11 Имеет попарно одинаковое значение при любых тепловых возмущени х. Покрытие слоем кремни  в первом измерительном мосте пары окружных тензорезисторов, а во втором - пары радиальных приводит к тому, что тензорезисторы 4и8, 5и9, 6и10, 7и 11 имеют противоположные по знаку значени  ТКС.consequently, the outputs of the measurement bridges change. Due to the fact that the strain gauges of the measuring bridges are set at two equal distances from the center of the membrane, and the topology of the first bridge is a mirror image of the topology of the second, the temperature at the strain gauges 4 and 8, 5 and 9, 6 and 10, 7 and 11 Has pairwise the same value at any thermal disturbances. Coating a layer of silicon in the first measuring bridge of a pair of circumferential strain gauges, and in the second - a pair of radial leads to the fact that the strain gauges 4 and 8, 5 and 9, 6 and 10, 7 and 11 have the opposite values of TKS.

В результате этого изменени  выходных сигналов измерительных мостов от температуры одинаковы, но имеют противоположный знак. .As a result of this, the changes in the output signals of the measuring bridges with temperature are the same, but have the opposite sign. .

После суммировани  усиленных в ОУ с коэффициентом К выходных сигналов с первого и второго измерительных мостов на выходе БС получают удвоенный выходной сигнал от давлени  и практически нулевое (скомпенсированное) изменение выходного сигнала от температуры.After summing the output signals amplified at the OS with the coefficient K from the first and second measuring bridges, the output signal of the BS at the output of the BS will double the output signal from the pressure and the almost zero (compensated) change in the output signal from the temperature.

Кроме того, при покрытии тензорезисторов слоем кремни  от 0,05 до 0,1 мкм увеличиваетс  чувствительность датчика.In addition, when the strain gauges are coated with a silicon layer from 0.05 to 0.1 μm, the sensitivity of the sensor increases.

00

5five

00

5five

00

Это объ сн етс  возрастанием коэффициента тензочувствительности тензорезисторов до величины 4-5 (тонкопленочные тензорезисторы, не покрытые слоем кремни , имеют коэффициент тензочувствительности от 2 до 3) за счет возрастани  роли изменени  удельного сопротивлени  материала при изменении его физических свойств.This is explained by an increase in the strain resistance coefficient of the strain gauges to a value of 4–5 (thin film strain gauges not covered by a layer of silicon, have a strain sensitivity coefficient from 2 to 3) due to an increase in the role of the material resistivity when its physical properties change.

Claims (1)

Формула изобретени  Датчик давлени , содержащий корпус, мембрану с диэлектрической подложкой на ее поверхности, окружные и радиальные тензорезисторы, соединенные в два измерительных моста одинаковой топологии и закрепленные на диэлектрической подложке , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности за счет уменьшени  температурной погрешности при воздействии термоудара и увеличени  чувствительности , в нем измерительные мосты расположены симметрично относительно центра мембраны, а топологи  одного измерительного моста  вл етс  зеркальным отображением другого, причем в каждом мосте по два тензорезистора противоположных плеч покрыты слоем кремни , при этом в одном измерительном мосте покрыта пара окружных тензорезисторов, а в другом - пара радиальных.Claims of pressure sensor, comprising a housing, a membrane with a dielectric substrate on its surface, circumferential and radial strain gauges, connected in two measuring bridges of the same topology and fixed on the dielectric substrate, characterized in that, in order to improve accuracy by reducing the temperature error when exposed thermal shock and sensitivity increase, in it the measuring bridges are located symmetrically relative to the center of the membrane, and the topology of one measuring bridge is a mirror image of the other, wherein the bridge in each of two opposing arms gage covered silicon layer, the one measuring bridge is covered with a pair of circumferential strain gauges, and the other - a pair of radial. 4,5,6,18,9,10 1J4,5,6,18,9,10 1J ъъ Фиг.11 Редактор А.ДолиничEditor A.Dolinich Фиг.зFig.z Составитель О. С л юса рев Техред М.МоргенталCompiled by O. S lusa roar Tehred M. Morgenthal Корректор И.Муска Proofreader I. Muska
SU884492366A 1988-10-10 1988-10-10 Pressure transducer SU1571447A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884492366A SU1571447A1 (en) 1988-10-10 1988-10-10 Pressure transducer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884492366A SU1571447A1 (en) 1988-10-10 1988-10-10 Pressure transducer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1571447A1 true SU1571447A1 (en) 1990-06-15

Family

ID=21403438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884492366A SU1571447A1 (en) 1988-10-10 1988-10-10 Pressure transducer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1571447A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР to 1377633, кл. G 01 L9/04. 1986. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4986127A (en) Multi-functional sensor
US20070018650A1 (en) MEMS Based Conductivity-Temperature-Depth Sensor for Harsh Oceanic Environment
US4433580A (en) Pressure transducer
US3289134A (en) Gaged diaphragm pressure transducer
JPH01197621A (en) Dual side type pressure sensor
SU1571447A1 (en) Pressure transducer
JPH0455542B2 (en)
JPS6222272B2 (en)
SU960559A2 (en) Pressure pickup
RU2024830C1 (en) Unit for measuring pressure
SU1377633A1 (en) Pressure transducer
RU2805781C1 (en) Pressure sensor
CN221350338U (en) Resistance strain gauge with temperature measuring resistor for pressure sensor
US3460378A (en) Strain gauge measuring techniques
SU1615578A1 (en) Pressure-transducer
SU1553856A1 (en) Pressure pickup
SU1515081A1 (en) Apparatus for measuring pressure
SU1744530A1 (en) Pressure transducer
SU1364924A1 (en) Pressure-measuring device
JP3081352B2 (en) Pressure sensor
RU1812459C (en) Method of manufacturing and calibrating capacitive pressure pickup
SU1605146A1 (en) Pressure transducer
JP2002039888A (en) Method of setting position of gage resistance of semiconductor pressure sensor
SU1714395A1 (en) Pressure transducer
SU1663461A1 (en) Pressure sensor