Полупроводниковый датчик давления

Полупроводниковый датчик давления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Д:. - 4%4июуФ 4 "Фд

ИСА-НИЕ 1731

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 01.04.77 (21) 2467817/18-10 (51 ) М. Кл.

G 01 L 9/04 с присоединением заявки УЙ

Государстввнньй комитет (23) Приоритет—

Опубликовано. 30.04.80. Бюллетень М 16

Дата опубликования описания 05.05.80 ло делам изобретений и открытий (53) УДК "

53 1.787 (088.8) М. И. Лунев, Ю. М. Волокобинский, В. И. Красов и В. Н. Коковина (72) Авторы изобретения

Опытное конструкторско-технологическое бюро "Кристалл" при

Ленинградском технологическом институте им. Ленсовета (7l ) Заявитель (54) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области контрольноизмерительной техники, а именно к устройствам измерения давления.

Известны различные устройства для измерения давления (11.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности полупроводниковый датчик давления с измерительным тензопреобразователем (2).

Недостаток данного устройства — зависимость

10 выходных число-импульсных посылок, содержащих информацию о давлении, от температуры за счет зависимости коэффициента тензочувствительности тензорезисторов мостового измерительного тензопреобразава сля от температуры, Кроме того, использование двух масштабных усилителей для передачи напряжения с моста и опорного напряжения вносит дополнительную погрешность в канал преобразования..

Цель изобретения — повьппспие точности измерения давления за счет устранения влияния температурных погрешностей.

Для достижения указанной испи в известное устройство введен опорный тензопреобразователь, снабженный постоянно деформированным упругим чувствительным элементом, подключенный к источнику питания и к переключателю.

На чертеже дана схема полупроводникового датчика.

Датчик содержит источник питания 1, измерительный тензопреобраэователь 2, переключатель 3, интегратор 4, компаратор 5, схему формирования число-импульсных посылок 6, масштабный усилитель 7, опорный тензопреобразователь 8.

Выход источника питания 1 соединен со входами измерительного 2 и опорного 8 тензопреобразователей, выходы которых соединены со входом переключателя 3, выход персключателя 3 соединен со входом масштабного усилителя 7, выход которого соединен со входом интегратора 4. Выход интегратора 4 соединен со входом компаратора 5, а выходы компаратора 5 и схемы б формирования число-импульсных посылок соединены со входом переключателя 3.

7313

Напряжение Оо с источника пи1ания подае1ся и;< вход измерительного гензопреобразова еля 2 и на вход опорного тензопреобразовагеля 8, мембрана которого деформирована под воздейст вием эталонного давления Р,, В момент времени t, из схемы 6 управления и формирования число-импульсных посылок приходит сигнал на переключатель 3, подключающий на стабильный интервал времени

То выход измерительного тензопреобразова1еля

8 ко входу масштабного усилителя 7.

Напряжение с выхода масштабного усилителя равное

30 где С вЂ” постоянная времени интегратора.

В момент времени t, из схемы b управления и формирования число-импульсных посылок приходит сигнал на переключатель 3, подключающий выход опорного тензопреобразователя 8 ко входу масштабного усилителя 7.

Напряжение с выхода масштабного усилителя, равное

40

Ч,=1Г„к(г) а.т- <, где Е<,(Р>) — средняя деформация опорного тензопреобразователя, подается на вход интегра-. тора в противоположной полярности, напряжение на выходе которого уменьшается до ну- 45 ля по закону (. 3 и Т f аdt 1 =„ (5 tð,) где Q„-- напряжение источника питания;

К(1)- коэффициент тензочувствительного тензопреобразователя;

6(Р) — средняя деформация измеритель- 20 ного тензопреобразователя; — коэффициент передачи масштабного усилителя, поступает на вход интегратора 4.

Напряжение на выходе интегратора изменяется по линейному закону и по истечении времени 25

T„ становится равным

, +т„

u, = f u, М=, U <(T) аР) К T. °

18 4

Нулевое значение напряжения на выходе ин1 гратора в момент t g фиксируеэ ся компара10ром 5 сигнал с которого поступает на переключа гель 3, отключающий выход опорного тензопреобразователя 8 ot входа маспггабного усилителя 7.

Если измерительный и опорный тензопреобразователи изготОвлены при одинаковых технологических режимах и обеспечивается кратковременная стабильность напряжения источника питания, коэффициентов тензочувствительносэи тензопреобразователей, коэффициента передачи масштабного усилителя и постоянной времени интегратора, по крайней мере в течение цикла измерения t,— t,; то интервал времени

3 2 Х 1Г " О и К(р) х у2 Е (ро) определяется отношением деформации измерительного и опорного тензопреобразователей и не зависит от величины напряжения питания

Ugj коэффициента тензочувствительности, коэффициента передачи масштабного усилителя и их температурных коэффициентов. . В схеме управления и формирования числоимпульсных посылок происходит заполнение интервала Тх импульсной последовательиостью.

Формула изобретения

Полупроводниковый датчик давления. содержащий последовательно соединенные источник питания, измерительный тейзопреобразователь, переключатель, масштабный усилитель, интегратор, компаратор и схему формирования числоимпульсных посылок, выход которой соединен со входом переключателя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введен опорный тензонреобразователь, снабженный постоянно деформированным упругим чувствительным элементом, подключенный к источнику питания и к переключателю.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Асс Б. А. и др. Детали и узлы авиационных приборов и их расчет, 1960, стр. 132.

2. "Приборы и системы управления"

К„N 1, 1976, с. 29-31.

Ссжтавитель Г. Виноградова

Техред Н.Ковалева

Корректор Г. Назарова

Редактор С. Тимохина

Заказ 1496/21

Филиал ППП. "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 1019 Подлисное

11НИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5