SU433694A3 - - Google Patents

Info

Publication number
SU433694A3
SU433694A3 SU1323175A SU1323175A SU433694A3 SU 433694 A3 SU433694 A3 SU 433694A3 SU 1323175 A SU1323175 A SU 1323175A SU 1323175 A SU1323175 A SU 1323175A SU 433694 A3 SU433694 A3 SU 433694A3
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
membrane
pressure
layer
measuring
layers
Prior art date
Application number
SU1323175A
Other languages
Russian (ru)
Original Assignee
Иностранец Хайнц Кастен
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Иностранец Хайнц Кастен filed Critical Иностранец Хайнц Кастен
Application granted granted Critical
Publication of SU433694A3 publication Critical patent/SU433694A3/ru

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0051Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance
    • G01L9/0052Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of piezoresistive elements
    • G01L9/0055Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of piezoresistive elements bonded on a diaphragm
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0042Constructional details associated with semiconductive diaphragm sensors, e.g. etching, or constructional details of non-semiconductive diaphragms
    • G01L9/0044Constructional details of non-semiconductive diaphragms
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0051Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance
    • G01L9/0052Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of piezoresistive elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Description

1one

Изобретение касаетс  профилированных металлических мембран дл  линейного измерени  давлени  с помощью пьезосопротивлени . Эти измерени  мохут вестись как Е ус- 5 лови х атмосферного,так и в услови х статического давлени  (измерение разности давлений).The invention relates to shaped metal membranes for linear pressure measurement using piezo-resistivity. These measurements can be carried out both by the E conditions of atmospheric pressure and under static pressure conditions (measurement of pressure difference).

Известны плоские металличес- ю кие мембраны с тензометрическими преобразовател ми. Под воздействием давлени  на поверхности такой мембраны образуютс  области с положительным и отрицательным is удлинени ми. Различные тензометрические преобразователи обеих областей соедин ют с мембраной в схему половины моста или в схему полного моста. Такие мостовые 20 схемы дают измерительное напр жение , зависимое от давлени  и от приложенного питающего напр жени . Однако пропорциональность между давлением и измерительным напр - 26Flat metal membranes with strain gauge converters are known. Under pressure, areas with positive and negative is elongations form on the surface of such a membrane. Various strain gauge transducers of both regions are connected to a membrane in a half bridge circuit or a full bridge circuit. Such bridge circuits 20 provide a measuring voltage dependent on the pressure and on the applied supply voltage. However, the proportionality between pressure and measuring pressure - 26

жением достигаетс  только приблизительно от 10 кг/см.Only about 10 kg / cm is achieved.

Если размера такой же мембраны выбирают с расчетом ее исполь зовани  дл  измерешю давлени , меньшего 10 кг/см то наблвдаетс  згвеличивающеес  отклонение от линейности , так как вследствие увеличивающейс  относительной деформации мембраны на напр жение изгиба дополнительно накладываетс  еще напр жение раст жени .If the size of the same membrane is chosen with the calculation of its use for measuring a pressure of less than 10 kg / cm, then a very large deviation from linearity is observed, since, due to the increasing relative deformation of the membrane, an additional tension is superimposed on the bending stress.

Во избежание таких  влений при измерении малых давлений предусматривают тензометрические датчики не на самой мембране,а на св занном с ней носителе. В этом случае сама мембрана служит только дл  создани  усили ,а перевод этого усили  осуществл етс  носителем .In order to avoid such phenomena when measuring low pressures, strain gauges are provided not on the membrane itself, but on the carrier associated with it. In this case, the membrane itself serves only to create an effort, and the transfer of this effort is carried out by the carrier.

Однако такие устройства конструктивно сложны и громоздки.However, such devices are structurally complex and cumbersome.

Известны также мембраны,в которых полностью отказались отAlso known membranes in which completely abandoned

33

нобителей Ъnobitele b

уси и  S созданше мембраной, непос редстЕевно передавзте  на свободно нат нутые проЕо оЕи которые деЁстEjDT как пьезосопротиЕлени .Wuxi and S are created by a membrane that are directly transferred to free-tensioned windows that have EDGEDT as piezoelectricity.

Однако затраты на изготовление таких уетройотЕ очень высоки.However, the cost of manufacturing such electrodes is very high.

Цель изобретени  - повышение точности при измерении малых se личин давлени The purpose of the invention is to improve the accuracy when measuring small se masks of pressure

этого краева  вона мембраны (TO 8, учасз-ок мембранЫеНе- пооредстЕенно граничащй с корпуерм ) Еыполнена полностью плоской и располодена Е одной плоскости о профильной частью ме1лбраны« На краевой зоне нанесешь пьезоэлек- трические слои Пьезоэлектрический слой предотаЕд ет ообои нроБод прш слой5расположенный между изол ционным и завдтным сло гш. Это обеспечивает проховдение тока главным образом в направлении радиального раст жени . This marginal Won of the membrane (TO 8, uchasz-ok membranes are Neighborhood bordering the buildings) is completely flat and spread out in one plane on the profile part of the metal wall. “At the marginal zone you will apply piezoelectric layers. The piezoelectric layer prepares to go to the surface. and in the original layer. This ensures current flow mainly in the direction of radial expansion.

Пьезоэлектрические слои могут быть размещены как на нерхне: так и на нижней стороне краевой зоны мембраныо.Их можно делить на отдельные участки (например на кавдой стороне по два участка) что позвол ет построить полную мостовую схемуPiezoelectric layers can be placed both on the top: and on the lower side of the edge zone of the membrane. They can be divided into separate sections (for example, on the downward side two sections), which allows you to build a full bridge circuit

Далее у например преимущественно при измерении перепада давлени  в услови х Еысоких абоолютнах данлений стороны мембраны о нанесенными пьезоэлектрически лн сло ми можно размещать в защитнойFurther, for example, predominantly, when measuring the pressure drop under conditions of high ambient values of the gaps of the side of the membrane, the layers applied by the piezoelectrically can be placed in a protective

ЖИДКОСТИ.LIQUID.

Технические и эконошгческие преимущества изобретени  заклвиа щ-с  Б простой и прочной конструкции мембраны и пьезосопротив ени  при хорошей линейности мевду дав- лением и соответствующим исход щим электрическим сигналом.The technical and economic advantages of the invention are laid with a simple and durable membrane design and piezoresistance with good linear pressure and a corresponding outgoing electrical signal.

Кроме того,на требуетс  дополнительных носителей дл  тензо метрических преобразователей или элементов носителей дл  размеще- нй  свободно нат нутйх проволок, выполн йщих электрические измерени  удлинений. Прочность конструкции обеспечиваетс  тем,что соответствукшще слои нанос тс ,а не наклеиваютс  что,н свою очередь, позвол ет избежать потерь из-за поверхностной утечки тока. В носшлые слои быть очень тонкими , что гарантирует хороший от- вод тепла от материала проводника . Радиально направленные положительные + ги отрицательные - In addition, additional carriers are required for strain gauge transducers or carrier elements to accommodate free-tension wires that perform electrical measurements of elongations. Structural strength is ensured by the fact that the corresponding layers are applied rather than glued, which, in turn, avoids losses due to surface leakage current. Into nonshaw layers be very thin, which guarantees a good heat dissipation from the conductor material. Radially directed positive + negative gi -

- 4- four

удажнени  на верхней и нижней сторонах поверхностикраевой зона мембраны оптимально передаютс  на проводаощй слой Мала  толщина также меандрическа  структура создают услови  дл  относитежьно высокого внутреннего сопротивлени ,что обеспечивает измерительный ект, Электрическук нагрузку на нанесенном провод щем слое можно поддерживать на заданном уровнена вследствиж высокого ; внут1)еннего сопрртивлени  могут бать применены относительно высокие питающие напр жени .successively on the upper and lower sides of the surface, the edge zone of the membrane is optimally transferred to the conductive layer. The small thickness and the meander structure create conditions for relatively high internal resistance, which provides the measuring electrode. The electrical load on the applied conductive layer can be maintained at a given level due to high; Internal 1) relatively high supply voltages may be applied.

Нанесенные провод щие слои мог подвергатьс  высоким абсолютным давлени м.The applied conductive layers could be subjected to high absolute pressures.

На фиг, I изображен профиль предлагаемой мембраны;на шг. 2 проводащие слои на краевой зоне мембраны; на фиг. 3 - провод 1ф1й слойс изол ционным и защитными сло ми; на фиг. 4 - провод щие слои,разделенные на отдельные участки ,Fig, I shows the profile of the proposed membrane; 2 conductive layers on the edge of the membrane; in fig. 3 - wire of the 1st layer with insulating and protective layers; in fig. 4 - conductive layers, divided into separate areas,

Прс илированна  металлическа  мембрана I зажата мевду част ми 2 и 3 корпуса Профилирование мембраны доходит до плоской краевой зоны 4,средн   плоскость которой идентична средней плоскости 5 мембраны. В данных услови х не требуетс  профил  специальной 5 формы: важным  вл етс  только высота профил . Краевую зону 4 предусматривают относительно узкой, иод воздействием давлени  на профилированной мембране получаетс  трка  деформаци  средней плоскости 5Jкотора  ведет к образованию относительно малого радиуса кривизны краевой зоны,благодар  чему достигаютс  высокие значени  удлинени  при очень малых отклонени х от линейности. Профилирование мембраны преп тствует образованию напр жений раст жени ,что важно дл  уменьшени  отклонений от линейности.The preformed metal membrane I is clamped by two parts 2 and 3 of the body. The membrane profiling reaches the flat marginal zone 4, the middle plane of which is identical to the middle plane 5 of the membrane. Under these conditions, a profile of a special 5 form is not required: only the height of the profile is important. The marginal zone 4 is provided for relatively narrow iodine pressure on the profiled membrane resulting in deformation of the median plane of the 5J torus leads to the formation of a relatively small radius of curvature of the marginal zone, due to which high elongation values are achieved with very small deviations from linearity. Membrane profiling prevents the formation of tensile stresses, which is important for reducing deviations from linearity.

Провод щий слой , фиг, 2) размещен на краевой зоне 4. Концы этого сло  контактируют с мембраной в местах 7,а электрические проводники через изол ционные, непроницаемые дл  давлени ,вводы выведены из корпуса. :The conductive layer, fig. 2) is placed on the marginal zone 4. The ends of this layer are in contact with the membrane at locations 7, and the electrical conductors through the insulating, pressure-tight, inlets are removed from the housing. :

На фиг, 3 показана конструк- ищ провод щего сло  6, вл ющегос  пьезосопротивлением. На краевую зону 4 мембраны I о одной или обеих сторон сначала нанос т тонкий изол ционный СЛОЙ 8,а за- ;Fig. 3 shows a design of a conductive layer 6, which is piezo-resistive. On the marginal zone 4 of the membrane I, on one or both sides, thin insulating LAYER 8 is applied first and behind;

тем тонкий проводшрй слой 6. Далее дл  защиты провод щего сло  можно сверху нанести защитный слой 9.The thin conductive layer 6 can be further applied. A protective layer 9 can be applied from above to protect the conductive layer.

ii

На фиг. 4 доказано мваиддрообразное расположение сло  6,который служат дл  получени  высокого сопротивлени .FIG. 4, the mWaid arrangement of the layer 6 has been proved, which serve to obtain high resistance.

ПРЩЕТ ИЗОБРЕТЕНИИ 11рофЕ1Нфованна  металлическа , мембрана средн   и краева  зона, которой покрыты слоем пьезосопротивлени  из полупроводниковой пленки,отличающа с  тем,что, с целью повышени  точности при измерени х малых величин давлени , краева  зона выполнена полностью плоской и расположена в одной плоскости с профильной частью мембраны.PREVENTION OF THE INVENTION 11PROFESSED Metallic, middle and edge zone membrane, which is covered with a piezo-resistive layer of semiconductor film, characterized in that, in order to improve accuracy when measuring small values of pressure, the edge zone is made completely flat and is in the same plane with the core part .

W W W IW W W I

иг.1ig.1

Фиг.22

иг.дig.d

SU1323175A 1968-08-15 1969-04-03 SU433694A3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD13417068 1968-08-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU433694A3 true SU433694A3 (en) 1974-06-25

Family

ID=5480298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU1323175A SU433694A3 (en) 1968-08-15 1969-04-03

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE1905128A1 (en)
SU (1) SU433694A3 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4241325A (en) * 1979-03-21 1980-12-23 Micro Gage, Inc. Displacement sensing transducer
FR2494439A1 (en) * 1980-11-20 1982-05-21 Leim Pressure sensor for respiratory flow and pressure measurement - has strain gauges for bridge circuit glued to bronze membrane in differential pressure chamber

Also Published As

Publication number Publication date
DE1905128A1 (en) 1970-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3341794A (en) Transducers with substantially linear response characteristics
US3440873A (en) Miniature pressure transducer
KR100507942B1 (en) Pressure sensor for semi-conductor
US7284444B2 (en) Hermetically sealed displacement sensor apparatus
KR940022070A (en) Pressure sensor
US3199057A (en) Load cell transducer
JP3873454B2 (en) Semiconductor pressure sensor
US3482197A (en) Pressure sensitive device incorporating semiconductor transducer
JPS58197780A (en) semiconductor pressure transducer
SU433694A3 (en)
CH669259A5 (en) ELECTRIC THICK FILM DEFORMATION SENSOR, ESPECIALLY PRESSURE SENSOR.
JPS5844323A (en) Pressure sensor
US4785275A (en) Strain gauge
US8063457B2 (en) Semiconductor strain gauge and the manufacturing method
CN101694409A (en) Method for manufacturing all-silica pressure chips of SOI oil pressure sensor
CN106197834A (en) A kind of low drifting DSOI pressure transducer
RU2278447C2 (en) Integrated pressure transducer
RU2391641C1 (en) Pressure sensor of strain gauge with thin-film nano- and microelectromechanical system
CN217605154U (en) a load cell
GB2029094A (en) Pressure transducers having piezoresistive strain gauges and methods of manufacturing such transducers
RU2095772C1 (en) Pressure transducer and process of its manufacture
JPS62226031A (en) Pressure sensor unit
KR20150129913A (en) Piezoresistive typed ceramic pressure sensor
JPH08136378A (en) Thin-film gauge pressure sensor
JPH0226723B2 (en)