SU815538A1

SU815538A1 - Pressure pickup

Info

Publication number: SU815538A1
Application number: SU792769374A
Authority: SU
Inventors: Лев Маркович Блюмкин; Михаил Яковлевич Липкес
Original assignee: Предприятие П/Я А-1614
Priority date: 1979-05-25
Filing date: 1979-05-25
Publication date: 1981-03-23

Description

Изобретение относится к технике измерения давления, в частности к вакууммвтрическим преобразователям, и может быть использовано для измерения давления разреженного газа в вакуумных установках различного назначения. ^; The invention relates to techniques for measuring pressure, in particular to vacuum-transducers, and can be used to measure the pressure of a rarefied gas in vacuum installations for various purposes. ^;

Известны датчики давления, основанные на тепловых методах измерения давления в вакуумных сис темах £1] .Pressure sensors are known based on thermal methods for measuring pressure in vacuum systems £ 1].

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому ^иэффекту является датчик давления, содержащий терморезистивный элемент, подключенный к источнику питания. Терморезистивный элемент нагревается проходящим через него электрическим током, молекулы разреженного газа осуществляют перенос тепла от нагреваемого элемента. Значение давления определяется по изменению сопротивления термо- _арезистивного” элемента ^2].The closest to the proposed technical essence and attainable effect ^and a pressure sensor comprising a thermoresistive element connected to a power source. The thermoresistive element is heated by an electric current passing through it, the rarefied gas molecules carry out heat transfer from the heated element. The pressure is determined by the change in thermal resistance _and the resistive "element ^ 2].

Однако датчики обладают недостаточно высокой чувствительностью, а диапазон измеряемых давлений ограничен.However, the sensors are not sensitive enough, and the range of measured pressures is limited.

Цель изобретения - увеличение чувствительности датчика и расширение диапазона измеряемых давлений.The purpose of the invention is to increase the sensitivity of the sensor and expand the range of measured pressures.

Поставленная цель достигается тем, что термореэястивный элемент выполнен в виде консоли из тензочувсгвигельного материала с диэлектрическим покрытием, причем материалы терморезистивного элемента и покрытия выбраны с различными коэффициентами температурного расширения. Покрытие на терморезистивном элементе датчика может быть выполнено многослойным..This goal is achieved by the fact that the thermoresistive element is made in the form of a console of a strain gauge material with a dielectric coating, and the materials of the thermoresistive element and coating are selected with different coefficients of thermal expansion. The coating on the thermistor element of the sensor can be multilayer ..

На фиг. I изображен предлагаемый датчик давления, общий вид; на фиг. 2 го же, ио при другой температуре.In FIG. I shows the proposed pressure sensor, General view; in FIG. 2nd, io at a different temperature.

Нагреваемый током терморезистивный элемент датчика 1 имеет консолеобразную, в частности, П-образную, форму и выполнен из тензочувствительного материала, например кремния. Консолеобразная выступающая часть имеет покрытие 2 из диэлектрика, например из двуокиси кремния, с коэффициентом ли нейного расширения, отличающимся от коэффициента линейного расширения тензочувствительного материала. Нагреваемый током элемент датчика закреплен в держателе 3 таким образом, что выступающая консолеобразная часть датчика может беспрепятственно изгибаться под действием возникающих при изменении температуры напряжений. К датчику под-, ходят токоподводы 4.The current-resistant thermistor element of the sensor 1 has a cantilever, in particular, U-shaped, shape and is made of a strain-sensitive material, for example silicon. The cantilever protruding portion has a coating 2 of a dielectric, for example, silicon dioxide, with a linear expansion coefficient different from the linear expansion coefficient of a strain-sensitive material. The sensor element heated by current is fixed in the holder 3 in such a way that the protruding console-shaped part of the sensor can bend unhindered under the action of stresses arising from a change in temperature. Current leads 4 are connected to the sensor.

Датчик работает следующим образом.The sensor operates as follows.

Понижение давления разреженного газа вызывает увеличение температуры терморезистивного элемента датчика и, в соответствии с температурным коэффициентом сопротивления материала, изменение его электрического сопротивления. Кроме того, изменение температуры терморезистивного элемента датчика при изменении давления благодаря указанным конструктивным особенностям приводит к изгибу выступающей (консолеобразной) части нагреваемого электрическим током элемента датчика консолеобразной формы (фиг.2). Изгиб, деформация элемента, в свою очередь, вызывают дополнительное изменение сопротивления датчика и обес, печивают дополнительное увеличение сигнала. Таким 'образом, отличительные особенности конструкции датчика давления специально предусматривают создание условий для возникновения механических напряжений, приводящих к деформации, и их использование для повышения чувствительности и расширения диапазона измеряемых давлений.Lowering the pressure of the rarefied gas causes an increase in the temperature of the thermoresistive element of the sensor and, in accordance with the temperature coefficient of resistance of the material, a change in its electrical resistance. In addition, the temperature change of the thermoresistive element of the sensor when the pressure changes due to the indicated design features leads to the bending of the protruding (cantilever) part of the cantilever-shaped sensor element heated by electric current (figure 2). Bending, deformation of the element, in turn, cause an additional change in the resistance of the sensor and the load, they print an additional increase in the signal. Thus, the distinctive features of the design of the pressure sensor specifically provide for the creation of conditions for the occurrence of mechanical stresses leading to deformation, and their use to increase the sensitivity and expand the range of measured pressures.

₅ Использование предлагаемого устройства позволяет увеличить выходной сигнал и чувствительность датчика и расширить диапазон измеряемых давлений. ₅ Using the proposed device can increase the output signal and the sensitivity of the sensor and expand the range of measured pressures.

Claims

(54) PRESSURE SENSOR 3 linear expansion, different from linear expansion coefficient of stress sensitive material. The current-heated sensor element is fixed in the holder 3 in such a way that the protruding cantilever-like part of the sensor can be bent unhindered under the action of the stresses that occur with a change in temperature. The current leads 4 approach the sensor. The sensor operates as follows. A decrease in the pressure of rarefied gas causes an increase in the temperature of the thermistor element of the sensor and, in accordance with the temperature coefficient of resistance of the material, a change in its electrical resistance. In addition, a change in the temperature of the term of the resistive element of the sensor when the pressure changes due to these structural features leads to bending of the projecting (cantilever) part of the cantilever-shaped sensor element heated by electric current (Fig. 2). Bending, deformation of the element, in turn, cause an additional change in the resistance of the sensor and provide an additional increase in the signal. Thus, the distinctive features of the design of the pressure sensor specifically provide for the creation of conditions for the occurrence of mechanical stresses leading to deformation and their use for increasing the sensitivity and widening the range of measured pressures. The use of the proposed device allows increasing the output signal and sensitivity of the sensor and expanding the range of measured pressures. Claims of pressure sensor comprising a thermistor resistive element connected to a power source, characterized in that, in order to increase the sensitivity and expansion of the measurement range, the thermistor element is designed as a cantilever of stress-sensitive material with a dielectric coating, and thermal expansion coefficients. } 4 :: information sources taken into account in the examination of l.BocTpoB G. et al. Vacuum meters. L., 1967, p. 51.

2.Journae oi PH-isics Ser. ESciendic 3ns-tr, 1976, 9, No. 4, p. 261.62 {prototype).

0f / & /