SU712703A1 - Pressure sensor - Google Patents

Pressure sensor Download PDF

Info

Publication number
SU712703A1
SU712703A1 SU782670714A SU2670714A SU712703A1 SU 712703 A1 SU712703 A1 SU 712703A1 SU 782670714 A SU782670714 A SU 782670714A SU 2670714 A SU2670714 A SU 2670714A SU 712703 A1 SU712703 A1 SU 712703A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
pressure
elements
strain gauge
transducer
parts
Prior art date
Application number
SU782670714A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Александрович Вилисов
Анатолий Петрович Вяткин
Николай Павлович Криворотов
Александр Николаевич Ситников
Original Assignee
Сибирский Физико-Технический Институт Им. В.Д.Кузнецова При Томском Ордена Трудового Красного Знамени Государственном Университете Им. В.В.Куйбышева
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 Сибирский Физико-Технический Институт Им. В.Д.Кузнецова При Томском Ордена Трудового Красного Знамени Государственном Университете Им. В.В.Куйбышева filed Critical Сибирский Физико-Технический Институт Им. В.Д.Кузнецова При Томском Ордена Трудового Красного Знамени Государственном Университете Им. В.В.Куйбышева
Priority to SU782670714A priority Critical patent/SU712703A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU712703A1 publication Critical patent/SU712703A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Description

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к устройствам для измерения давления.The invention relates to the field of instrumentation, in particular to devices for measuring pressure.

Известны датчики давления, содержащие консольно закрепленный стержень из полупроводникового материала с р—«-переходами в качестве чувствительного элемента [1]· Недостатком этих датчиков является либо низкая рабочая частота, либо низкая чувствительность. IKnown pressure sensors containing a cantilever fixed rod of semiconductor material with p - "junctions as a sensitive element [1] · The disadvantage of these sensors is either a low operating frequency or low sensitivity. I

Известен датчик давления, содержащий тензоэлектрический преобразователь и концентратор давления в виде двух элементов с различной объемной жесткостью, скрепленных жестко между собой концами. Одна 1 пара концов скреплена через тензоэлектрпческий преобразователь, например, в виде р—«-перехода [2].A known pressure sensor containing a strain transducer and a pressure concentrator in the form of two elements with different volumetric stiffness, rigidly fastened together by the ends. One 1 pair of ends is fastened through a strain gauge transducer, for example, in the form of a p - "transition [2].

При изменении давления элементы из-за различия в объемной жесткости перемеща- 2 ются на разную величину, в результате чего тензоэлектрический преобразователь деформируется, при этом изменяется его электрическое сопротивление, и на выходе измерительной схемы появляется сигнал, 2 пропорциональный значению измеряемого давления.When the pressure changes, the elements, due to the difference in volumetric rigidity, move 2 by a different amount, as a result of which the strain gauge transformer is deformed, its electrical resistance changes, and a signal appears on the output of the measuring circuit, 2 proportional to the value of the measured pressure.

Недостаток такого датчика состоит в снижении точности измерения давления в условиях неконтролируемых колебаний з температуры окружающей среды вследствие высокой чувствительности к температуре из-за различий в температурных коэффициентах линейного расширения элемен5 тов концентратора.The disadvantage of such a sensor is a decrease in the accuracy of pressure measurement under conditions of uncontrolled fluctuations with the ambient temperature due to the high sensitivity to temperature due to differences in the temperature coefficients of linear expansion of the concentrator elements.

Подбор же пары элементов с одинаковыми температурными коэффициентами линейного расширения и существенно различающейся объемной жесткостью затрудни0 телен в соответствии с общими физическими закономерности?.!!!, связывающими барическую и температурную сжимаемость твердых тел (например, через соотношение Грюнайзена).The selection of a pair of elements with the same temperature coefficients of linear expansion and significantly different volumetric stiffness is difficult in accordance with the general physical laws?. !!! that relate the pressure and temperature compressibility of solids (for example, through the Grüneisen relation).

Цель изобретения — повышение точности измерений давления.The purpose of the invention is to improve the accuracy of pressure measurements.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике давления, содержащем тензоэлектрический преобразователь и концент0 ратор давления из двух элементов с различной объемной жесткостью, скрепленных жестко между собой концами, один из элементов концентратора давления выполнен составным из двух частей, температурный 5 коэффициент ccj линейного расширения первой из которых больше, а второй а2 — меньше температурного коэффициента аз линейного расширения другого элемента, соединенных между собой через тензоэлек0 трнческпй преобразователь, причем длиныThis goal is achieved by the fact that in a pressure sensor containing a strain gauge transducer and a pressure concentrator of two elements with different volumetric stiffness, rigidly fastened to each other by ends, one of the elements of the pressure concentrator is made of two parts, temperature 5 is the coefficient of linear expansion coefficient ccj of the first of is greater than, and the second 2 and - lower temperature coefficient of linear expansion al another element interconnected through tenzoelek0 trncheskpy transducer, The longer the

Z] и Ζ2 частей удовлетворяют соотношениюZ] and Ζ 2 parts satisfy the relation

Z, , Ζ2 Z,, Ζ 2

--Ч т.п-h + ι> Л + А--H tp-h + ι> L + A

3' (1)3 '(1)

Такое выполнение датчика давления по- 5 зволяет избежать появления механической силы, воздействующей на тензоэлектрический преобразователь от концентратора давления при изменении температуры окружающей среды. В результате сущест- 10 венно повышается точность измерений давления.This embodiment of the pressure sensor 5 avoids the appearance of a mechanical force acting on the tensoelectric transducer from the pressure concentrator when the ambient temperature changes. As a result, the accuracy of pressure measurements is substantially increased.

На чертеже схематично показан предлагаемый датчик.The drawing schematically shows the proposed sensor.

Датчик содержит тензоэлектрический 15 преобразователь 1, концентратор давления в виде двух элементов 2 и 3 с различной объемной жесткостью, скрепленных жестко между собой концами. Один из элементов 2 выполнен составным из двух частей 4 и 20 5, соединенных между собой через тензоэлектрический преобразователь 1. Для включения тензоэлектрического преобразователя 1 в измерительную схему служат электровыводы 6. 25The sensor contains a strain gauge 15 transducer 1, a pressure concentrator in the form of two elements 2 and 3 with different volumetric stiffness, rigidly fastened together by the ends. One of the elements 2 is made of two parts 4 and 20 5, interconnected via a strain gauge transducer 1. To connect the strain gauge transformer 1 to the measuring circuit, electrical outputs 6 are used. 25

Объемная жесткость элемента 3 определяется его линейными размерами и модулем объемной жесткости а3 материала, из которого он выполнен.The volumetric stiffness of the element 3 is determined by its linear dimensions and volumetric stiffness modulus a 3 of the material from which it is made.

Объемная жесткость элемента 2 опреде- 30 ляется линейными размерами частей 4 и 5 и модулями объемной жесткости материалов, из которых они выполнены. Линейные размеры тензоэлектрического преобразователя, как правило, много меньше размеров 35 частей 4 и 5. Поэтому абсолютная деформация элемента 2 в направлении оси сжатия тензоэлектрического преобразователя на единицу давления составляетThe volumetric stiffness of element 2 is determined by the linear dimensions of parts 4 and 5 and the volumetric stiffness modules of the materials from which they are made. The linear dimensions of the strain gauge, as a rule, are much smaller than the sizes of 35 parts 4 and 5. Therefore, the absolute deformation of element 2 in the direction of the compression axis of the strain gauge per unit pressure is

1 4θ ./ ц__L . 11 4 θ ./ q__L. 1

Зх, 1 Н Зх, 2’ где и — модули объемной жесткости материалов, из которых выполнены части составного элемента. 45Зх, 1 Н Зх, 2 'where and are the bulk moduli of the materials from which the parts of the composite element are made. 45

Для того, чтобы концентратор эффективно преобразовывал давление в деформацию тензоэлектрического преобразователя, необходимо выполнение условияIn order for the concentrator to efficiently convert pressure to strain of the strain gauge transducer, the condition

Ц + 1 Z2 I 50 C + 1 Z 2 I 50

Xi l\ -Р 1% Хг Z, 4- Z2 х3 Xi l \ -P 1% Xg Z, 4- Z 2 x 3

т. е. различная объемная жесткость элементов.i.e., different volumetric stiffness of the elements.

Для исключения влияния изменений тем- 55 пературы на деформацию тензоэлектрического преобразователя длины частей составного элемента выбираются из условия (1).To exclude the influence of temperature changes on the strain of the strain gauge transducer, the lengths of the parts of the composite element are selected from condition (1).

В случае изменения давления элементы 60 концентратора за счет различий в объемIn the event of a change in pressure, the concentrator elements 60 due to differences in volume

Заказ 2782/2 Изд. № 117 Тираж 1033Order 2782/2 Ed. Number 117 Draw 1033

Типография, пр. Сапунова, 2Printing house, 2 Sapunova ave.

НПО «Поиск» ной жесткости изменяют свои линейные размеры на разную величину, в результате чего деформируется тензоэлектрический преобразователь. При этом изменяется его электрическая характеристика и на выходе измерительной схемы появляется сигнал, пропорциональный значению измеряемого давления. За счет равенства температурных коэффициентов линейного расширения элементов концентратора тензоэлектрический преобразователь при изменении температуры не деформируется и на выходе измерительной схемы не появляется сигнал, пропорциональный изменению температуры.The NPO “Search” stiffness changes its linear dimensions by a different value, as a result of which the strain transducer is deformed. In this case, its electrical characteristic changes and a signal proportional to the value of the measured pressure appears at the output of the measuring circuit. Due to the equality of the temperature coefficients of the linear expansion of the concentrator elements, the tensoelectric transducer does not deform when the temperature changes and a signal proportional to the temperature change does not appear at the output of the measuring circuit.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Датчик давления, содержащий тензоэлектрический преобразователь и концентратор давления из двух элементов с различной объемной жесткостью, скрепленных жестко между собой концами, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности измерений, один из элементов выполнен составным из двух частей, температурный коэффициент «1 линейного расширения первой из которых больше, а у второй а2— меньше температурного коэффициента а3 линейного расширения другого элемента, соединенных между собой через тензоэлектрический преобразователь, причем длины и /2 частей удовлетворяют соотношениюA pressure sensor comprising a strain gauge transducer and a pressure concentrator of two elements with different volumetric stiffness, rigidly fastened to each other by ends, characterized in that, in order to increase the accuracy of measurements, one of the elements is made of two parts, the temperature coefficient is "1 linear expansion the first of which is larger, and the second a 2 is less than the temperature coefficient a 3 of the linear expansion of another element, interconnected via a strain gauge transducer, and the length n / 2 parts satisfy the relation
SU782670714A 1978-07-04 1978-07-04 Pressure sensor SU712703A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782670714A SU712703A1 (en) 1978-07-04 1978-07-04 Pressure sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782670714A SU712703A1 (en) 1978-07-04 1978-07-04 Pressure sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU712703A1 true SU712703A1 (en) 1980-01-30

Family

ID=20787947

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782670714A SU712703A1 (en) 1978-07-04 1978-07-04 Pressure sensor

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU712703A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5381697A (en) Mass flow meter
US3665756A (en) Strain gauge temperature compensation system
US3487402A (en) Digital capacitance motion transducer
US4771640A (en) Load introducing device
CN211234320U (en) High-precision fiber grating inclinometer with temperature compensation function
JP2000321030A (en) Rotor thrust measurement and balance control using fiber-optic sensor
US4541496A (en) Measurement circuit for load cell mass comparator
SU712703A1 (en) Pressure sensor
Kleckers Force sensors for strain gauge and piezoelectric crystal-based mechatronic systems-a comparison
JPS6216368B2 (en)
US3206980A (en) Solid state altimeter
US3270565A (en) Omnidirectional acceleration device
US3096652A (en) Strain gauge
US2779193A (en) Fluid flow measuring device
Dhiman et al. Strain gauge based displacement sensor
US4120195A (en) Method of using embedded normal stress sensors in propellant grains
US3111848A (en) Pressure sensitive gauge
SU1136010A1 (en) Piezooptical deformation meter
US3293920A (en) Omnidirectional acceleration device
SU561887A1 (en) Pressure sensor
US3427884A (en) Differential pressure transducer
SU502251A1 (en) Torque sensor
US3058342A (en) Load-sensitive system for measuring instruments
SU1051373A1 (en) Slope transmitter
SU767585A1 (en) Pressure transducer