Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в измерительной технике для высокоточного измерения давления с помощью миниатюрных полупроводниковых преобразователей давления, защищенных от перегрузки давлением. Сущность изобретения: полупроводниковый преобразователь давления содержит корпус 1 с предкамерой 2 и разделительной мембраной 3. Канал 4 соединяет предкамеру 2 с измерительной камерой 5, закрытой упругой мембраной 6 с жестким центром 7, на котором установлена полупроводниковая мембрана 8, соединенная токовводами 9 с внешней измерительной аппаратурой. Жесткий центр 7 прижат к стенке измерительной камеры 5. Упругая мембрана 6 имеет тороидальную форму. Вкладыш 10 из материала с малым температурным изменением объема вставлен в корпус 1 и уменьшает объем рабочей жидкости. Положительный эффект: повышение точности измерений благодаря уменьшению погрешности, вносимой жидкостным устройством защиты от перегрузок. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2034254
Класс(ы) патента: G01L9/04, G01L19/06
Номер заявки: 93001764/10
Дата подачи заявки: 11.01.1993
Дата публикации: 30.04.1995
Заявитель(и): Андреева Л.Е.; Заседателев В.С.; Куренков В.В.
Автор(ы): Андреева Л.Е.; Заседателев В.С.; Куренков В.В.
Патентообладатель(и): Заседателев Владимир Сергеевич
Описание изобретения: Изобретение относится к измерительной технике, а именно к высокоточному измерению давления с помощью миниа- тюрных полупроводниковых преобразователей давления, защищенных от перегрузки давлением.
Наиболее близким к изобретению являетcя полупроводниковый преобразователь давления, защищенный от перегрузки, содержащий заполненный рабочей жидкостью корпус с расположенными в нем предкамерой с разделительной мембраной, измерительной камерой, сообщенной каналом с предкамерой и закрытой упругой мембраной с расположенным на ее жестком центре полупроводниковым чувствительным элементом.
Однако это устройство имеет погрешность измерения, связанную с несовершенством упругих свойств разделительной и упругой мембран, а также в связи с изменением объема рабочей жидкости при изменении температуры.
Техническим результатом, получаемым от изобретения, является уменьшение погрешности, вносимой жидкостным устройством защиты от перегрузки.
Сущность изобретения состоит в том, что в полупроводниковом преобразователе давления упругая мембрана установлена в предварительно напряженном состоянии, при этом жесткий центр упругой мембраны прижат к корпусу с начальным усилием, превышающим усилие, создаваемое рабочей жидкостью при максимальном измеряемом давлении.
Упругая мембрана может быть выполнена с тороидальной поверхностью.
В измерительной камере может быть установлен введенный вкладыш, выполненный из материала с температурным коэффициентом расширения, меньшим, чем у материала, из которого выполнен корпус.
На фиг. 1 показана схема полупроводникового преобразователя давления; на фиг. 2 то же, с вкладышем; на фиг. 3 конструктивное выполнение преобразователя; на фиг. 4 конструктивное решение его измерительного узла.
Полупроводниковый преобразователь давления содержит корпус 1 с предкамерой 2, в которой рабочая жидкость отделена от измеряемой среды разделительной мембраной 3. Канал 4 соединяет предкамеру 2 с измерительной камерой 5, закрытой упругой мембраной 6 с жестким центром 7, на котором установлена полупроводниковая мембрана 8, соединенная токовводами 9 с измерительной аппаратурой (не показана). Жесткий центр 7 прижат к стенке измерительной камеры 5 с некоторым начальным усилием Fо.
Работа преобразователя (фиг. 1) заключается в том, что измеряемое давление Ри создает давление Р рабочей жидкости, которое деформирует мембрану 8 и изменяет параметры ее тензочувствительных элементов. При превышении измеряемым давлением Ри заданной величины Рз усилие, действующее на упругую мембрану 6, уравнивается силой Fо прижатия ее центра к корпусу 1. Дальнейшее увеличение давления Ри приводит к перемещению как упругой мембраны 6, так и разделительной мембраны 3. После того, как давление достигнет некоторой величины Ри= Ркр, разделительная мембрана 3 ложится на корпус, перекрывая канал 4, и при дальнейшем росте давления Ри давление рабочей жидкости Р не меняется, что защищает полупроводниковую мембрану 8 от разрушения.
Давление рабочей жидкости Р меньше измеряемого давления Ри на некоторую величину Δ Р= Ри-Р. Величина Δ Р зависит от жесткости К разделительной мембраны 3 и перемещения δ ее центра: Δ Р= К х δ Перемещение определяется изменением Δ V объема измерительной камеры 5, возни- кающим вследствие деформации упругой мембраны 6 под действием давления Р. Изменение заполненного жидкостью объема измерительной камеры 5 при неподвижном центре 7 примерно в 4 раза меньше, чем при перемещающемся центре. Это позволяет уменьшить погрешность измерения, связанную с упругими несовершенствами мембран 3 и 6.
В случае применения упругой мембраны 6 с тороидальным гофром (фиг. 2) изменение объема измерительной камеры 5 от давления Ри дополнительно снижается (при неподвижном жестком центре 7).
Температурная погрешность снижается в случае, когда объем измерительной камеры 5 сведен к минимуму за счет вставленного в корпус 1 вкладыша 10 (фиг. 2), так как вкладыш 10 при неизменном суммарном объеме предкамеры 2, канала 4 и измерительной камеры 5 уменьшает объем рабочей жидкости.
Таким образом, использование изобретения в жидкостных устройствах защиты миниатюрных полупроводниковых преобразо- вателей давления позволяет повысить точность измерений.
Формула изобретения: 1. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ, защищенный от перегрузки, содержащий заполненный рабочей жидкостью корпус с расположенными в нем предкамерой с разделительной мембраной, измерительной камерой, сообщенной каналом с предкамерой и закрытой упругой мембраной с расположенными на ее жестком центре полупроводниковым чувствительным элементом, отличающийся тем, что в нем упругая мембрана установлена в предварительно напряженном состоянии, при этом жесткий центр упругой мембраны прижат к корпусу с начальным усилием, превышающим усилие, создаваемое рабочей жидкостью при максимальном измеряемом давлении.
2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что в нем упругая мембрана выполнена с тороидальной поверхностью.
3. Преобразователь по п.2, отличающийся тем, что в нем в измерительной камере установлен введенный вкладыш, выполненный из материала с температурным коэффициентом расширения меньшим, чем у материала, из которого выполнен корпус.