SU712703A1 - Pressure sensor - Google Patents
Pressure sensor Download PDFInfo
- 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
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)
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) |
-
1978
- 1978-07-04 SU SU782670714A patent/SU712703A1/en active
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 |