Пристрій для вимірювання тиску

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при измерении давления газообразных сред. Целью изобретения является повышение точности измерения при изменениях температуры окружающей среды, а также снижение потребляемой мощности. Под действием давления мембрана 1 деформируется и с одной диагонали моста 3, составленного из тензорезисторов 2, закрепленных на мембране, снимается электрический сигнал, пропорциональный давлению. Обеспечение точности измерения давления в условиях изменяющейся температуры ок ружающей среды достигается термостатированием зоны расположения тензорезисторов 2. Термостатирование достигается за счет взаимного расположения нагревательных элементов 7, 8, соединением их последовательно с регулирующим элементом 13 регулятора температуры и другой диагональю измерительного моста. Введение теплоизолирующего основания 9 повышает эффективность термостатировання за счет увеличения теплового сопротивления конструкции. Равномерное температурное поле по обьему устройства получается также за счет расположения нагревательных элементов 7, 8 друг под другом соответственно на периферийной области мембраны и дополнительной опорной пластине» Приведено соотношение сопротивлений нагревательных элементов . Снижению потребляемой мощности преобразователя способствует расположение регулирующего элемента 13 регулятора темпеватуры на дополнительной опорной пластине 5, 2 ил. 2 э.п. ф-лы. 39-88 \ 1433171 Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при измерении давления газообразных сред с помощью полупроводниковых т е н - _ зорезисторных преобразователей, работающих в условиях изменяющейся температуры окружающей среды. Цель изобретения ~ повышение точности ИЗКереНИЯ ПРИ ИЗМеНенИИ Темпе- |Q ратуры окружающей среды, а также уменьшения потребляемой их мощности. На фиг» 1 изображен общий вид устройства; на фиг, 2 - структурнопринципиальная электрическая схема, 15 Устройство содержит интегральный преобразователь давления в виде кремниевой мембраны ! с четырьмя т е н з о р е зисторами 2 , образующими измерительный мост 3 , выполненной с утолщенной 20 периферийной частью 4 , которая вакуумно плотно соединена с дополнительной опорной кремниевой пластиной 5» с п о мощью связующего материала' 6, н а г р е вательные элементы 7, 8 , теплоизоли- 25 руюцее основание 9 , а также г е н е р а тор тока 10, выходной усилитель Н , входной усилитель 12 и регулирующий элемент (транзистор) 13 регулятора температуры. 30 термостатированием зоны расположения тензорезисторов 2, периферийной утолщенной области мембраны и места ее соединения с дополнительной опорной пластиной 5 за счет взаимного расположения нагревательных элементов 7, 8 и термочувствительного элемента регулятора температуры, совмещенного с объектом термостатирования, а также наличием теплоизолирующего основания 9, значительно повышающего эффективность термостатирования за счет увеличения теплового сопротивления конструкции и исключающего воздействие термомеханических напряженийэ в устройстве . Выделяемая нагревательными элементами 7, 8 теплота образует два встречных тепловых потока, которые распространяются навстречу друг другу по объему опорного основания 4 и дополнительной опорной пластины 5. Из-за различных тепловых сопротивлений элементов конструкции устройства равно- / мерное температурное поле по его объему получается при равенстве температур в области нагревательных элементов 7, 8, которое возможно в различных конструкциях только при определенном соотношении сопротивлений этих Тензорезисторы 2» нагревательные нагревателей, элементы 7 , 8 представляют собой р е У измерительного моста 3, входная зисторы р-типа проводимости, полученные диффузией бора в монокристалличесдиагональ которого соединена с генекие кремниевые пластины 4 , 5 n-типа ^ 5 ратором тока 10, с выходной диагонали проводимости. снимается сигнал пропорциональный давлению, а - входной диагонали снис Устройство работает следующим о б мается напряжение пропорциональное разом . температуре, что наряду с совмещением Под действием давления мембрана 1 прогибается и с тензорезисторов 2 ^ объекта термостатировайия с термочувснимается сигнал» пропорциональный ствительным элементом регулятора темабсолютному давлению» При наличии пературы, а также высоким тепловым соцентрального сквозного отверстия в противлением устройства за счет его "теплоизолирующей основании 9 и опоррасположения на тензоизолнрунйцем осной пластине 5 с тензорезисторов сни- '45 новании 9f что позволяет получить вымается сигнал пропорциональный избы-, сокую точность термостатирования во точному давлению. всем диапазоне температур. Снижению Температура мембраны в зоне распопотребляемой мощности преобразователя ложения тензорезисторов 2 измеряется способствует расположение выходного ЭТИМИ ЖЄ ТЄНЗОрезИСТОрамИ, КОТОрЫе CQ регулирующего элемента 13 регулятора при питании от генератора тока 10 температуры на- дополнительной опорной являются одновременно и термочувстпластине 5» что имеет значение при вительным элементом регулятора темего автономном (батарейном) питании. пературыs состоящего из усилителя . и з о б р е т е н и я 12, выходного регулирующего элемента 5 5 Ф о р м у л а 13 и нагревательных элементов 7 9 8„ I. Устройство для измерения давлеОбеспечение точности измерения ния, содержащее интегральный преобрадавления в условиях изменяющейся темзователь давления, выполненный в виде пературы окружающей среды достигается 1433171 первой кремниевой пластины с утолщенной периферийной частью и с утоненной центральной частью, являющейся мембранной, на которой расположены тензо- ~ чувствительные элементы, первый и второй нагревательные элементы, выходной усилитель, соединенный с тензорезисторами, регулятор температуры, содержащий терморегулятор с генера- JQ тором тока, входной усилитель и регулирующий элемент, электрически соединенный проводниками с нагревательными элементами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точ- J5 ности измерения при изменении температуры окружающей среды, в него введены основание из теплоизолирующего материала и опорная кремниевая пластина, при этом последняя установлена 20 на Основании, а первая кремниевая пластина " на опорной кремниевой пластине и герметично соединена с ней, причем на опорной пластине со стороны основания расположен второй нагрева- 25 тельный элемент, а под ним в основании выполнены пазы, при этом отношение, сопротивлений'нагревательных элементов удовлетворяет соотношению R* " TRn,+R^jRn«^ 'n 2 где R4,R - сопротивление первого и второго нагревательных элементов; Rn ,Rn - тепловое сопротивление соединительных проводников соответственно на первой кремниевой пластике и на опорной кремниевой пластине; R.,R T 0 - соответственно сопротивление теплоотдачи с поверхности первой кремниевой пластины и тепловое сопротивление основания, 2. Устройство по п» 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения потребляемой "мощности, в нем регулирующий элемент расположен на опорной кремниевой пластине, а тензочувствительные элементы соединены в мост, одна диагональ которого соединена с входом выходного усилителя, а другая - с генератором тока, причем нагревательные элементы соединены последовательно между собой и выходом регулирующего элемента. 1433171 Редактор Н.Козлова Заказ Ї2Ї4/ДСД по 13035, Составитель О.Слюсарев Техред А.Кравчук Корректор С.Шекмар Тираж 532 Подписное Государственного комитета СССР изобретений и открытий 9 Ж-35Я Раушская наб вї д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,