[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2286555C2 - Strain primary pressure transducer with zero drift compensation and membrane for it - Google Patents

Strain primary pressure transducer with zero drift compensation and membrane for it Download PDF

Info

Publication number
RU2286555C2
RU2286555C2 RU2004123919/28A RU2004123919A RU2286555C2 RU 2286555 C2 RU2286555 C2 RU 2286555C2 RU 2004123919/28 A RU2004123919/28 A RU 2004123919/28A RU 2004123919 A RU2004123919 A RU 2004123919A RU 2286555 C2 RU2286555 C2 RU 2286555C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
membrane
strain gauge
pressure transducer
strain
primary pressure
Prior art date
Application number
RU2004123919/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004123919A (en
Inventor
Дмитрий Леонидович Воробьев (RU)
Дмитрий Леонидович Воробьев
Original Assignee
Дмитрий Леонидович Воробьев
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 Дмитрий Леонидович Воробьев filed Critical Дмитрий Леонидович Воробьев
Priority to RU2004123919/28A priority Critical patent/RU2286555C2/en
Publication of RU2004123919A publication Critical patent/RU2004123919A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2286555C2 publication Critical patent/RU2286555C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Force In General (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

FIELD: strain measurement equipment.
SUBSTANCE: the strain primary pressure transducer includes a sapphire monocrystalline membrane having a planar surface and an opposite shaped surface applied to which is the force produced by the pressure to be measured under the action of which the membrane gets deformed, as well as a circuit of resistance strain gauges formed on the membrane planar surface and designed for detection of the applied force on the basis of variation of the resistance of the resistance strain gauges at a deformation of the membrane. The working profile of the membrane shaped surface has the shape of a groove, whose depth is determined by the pressure measurement range. The circuit of resistance strain gauges is preferably oriented to the most strain-sensitive crystallographic directions of the crystalline structure of the membrane. The strain primary pressure transducer may have a lever construction.
EFFECT: compensated zero drift.
14 cl, 4 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится, в общем, к измерительной технике и, в частности, к тензометрическим преобразователям давления в электрический сигнал.The present invention relates, in General, to measuring technique and, in particular, to strain-gauge pressure transducers into an electrical signal.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Контроль давления в различных гидро- и пневмосистемах имеет чрезвычайно важное значение, в частности, в контексте безопасности (например, для сигнализации об угрожающем увеличении давления в системе). Обычно контроль давления осуществляют с помощью различного рода датчиков давления. Основными элементами датчика давления являются первичный преобразователь давления, преобразующий давление в электрический сигнал, схемы вторичной обработки сигнала, преобразующие электрический сигнал для последующего вывода, устройство вывода и различные по конструкции корпусные детали. Одним из основных отличий одних датчиков давления от других является точность регистрации давления, которая зависит от принципа преобразования давления в электрический сигнал, реализуемого первичным преобразователем давления. К широко известным принципам преобразования давления в электрический сигнал относятся тензометрический, пьезорезистивный, емкостной, индуктивный, резонансный, ионизационный.Pressure monitoring in various hydraulic and pneumatic systems is extremely important, in particular in the context of safety (for example, to signal an alarming increase in pressure in the system). Typically, pressure control is carried out using various kinds of pressure sensors. The main elements of the pressure sensor are a primary pressure transducer that converts pressure into an electrical signal, secondary signal processing circuits that convert an electrical signal for subsequent output, an output device, and body parts of various designs. One of the main differences between some pressure sensors and others is the accuracy of recording pressure, which depends on the principle of converting pressure into an electrical signal, implemented by the primary pressure transducer. Widely known principles of converting pressure into an electrical signal include strain gauge, piezoresistive, capacitive, inductive, resonant, and ionization.

В настоящее время основная масса датчиков давления изготавливается на основе тензометрических первичных преобразователей давления, принципом которых является измерение деформации соединенных в схему тензорезисторов, сформированных на диэлектрической плоской подложке, жестко прикрепленной к мембране. Преимущественно схема тензорезисторов представляет собой тензорезисторную мостовую схему.Currently, the bulk of pressure sensors are manufactured on the basis of strain gauge primary pressure transducers, the principle of which is to measure the strain of strain gauges connected to the circuit formed on a dielectric flat substrate rigidly attached to the membrane. Advantageously, the strain gauge circuit is a strain gauge bridge circuit.

Принцип действия тензометрических первичных преобразователей давления основан на явлении тензоэффекта в материалах. Под действием давления мембрана деформируется, тензорезисторы вследствие деформации меняют свое сопротивление, что приводит к разбалансу моста. Разбаланс линейно зависит от деформации резисторов и, следовательно, от приложенного давления.The principle of operation of strain gauge primary pressure transducers is based on the phenomenon of the strain effect in materials. Under the influence of pressure, the membrane is deformed, strain gages due to deformation change their resistance, which leads to imbalance of the bridge. The imbalance linearly depends on the deformation of the resistors and, therefore, on the applied pressure.

Из книги "Тензореле. Расчет. Конструирование. Применение" B.И.Литвак, Москва: Машиностроение, 1989 известен тензометрический первичный преобразователь 100 давления, в котором (Фиг.1) тензорезисторы 110 сформированы в эпитаксиальной пленке кремния на подложке 120 из сапфира (так называемая структура КНС (кремний-на-сапфире)), припаянной (например, посредством вакуумной пайки) твердым припоем 130 к осесимметричной титановой мембране 140, причем тензорезисторы 110 соединены в мостовую схему.From the book "Tensorele. Calculation. Design. Application." B.I. Litvak, Moscow: Mechanical Engineering, 1989, a tensometric pressure transducer 100 is known in which (Fig. 1) strain gauges 110 are formed in an epitaxial silicon film on a sapphire substrate 120 (so called the structure of the SSC (silicon on sapphire)), soldered (for example, by vacuum brazing) 130 to an axisymmetric titanium membrane 140, and strain gauges 110 are connected in a bridge circuit.

Сапфировая подложка представляет собой монокристалл, при этом тензорезисторная мостовая схема ориентирована по наиболее тензочувствительным кристаллографическим направлениям структуры подложки, что максимизирует чувствительность первичного преобразователя давления. Монокристаллическое строение тензорезисторов и сапфировой подложки, атомарная связь между ними, высокие диэлектрические свойства и механическая прочность сапфира обеспечивают стабильность, надежность, значительный выходной сигнал. Помимо сапфира для изготовления подложки могут использоваться другие материалы, например кремний.The sapphire substrate is a single crystal, while the strain gauge bridge circuit is oriented along the most strain-sensitive crystallographic directions of the substrate structure, which maximizes the sensitivity of the primary pressure transducer. The single-crystal structure of strain gauges and a sapphire substrate, the atomic bonding between them, high dielectric properties and mechanical strength of sapphire provide stability, reliability, and a significant output signal. In addition to sapphire, other materials, such as silicon, can be used to make the substrate.

В рассматриваемом случае в качестве материала мембраны преимущественно используется титан, поскольку он обладает надлежащими механическими свойствами и его коэффициент термического расширения близок к коэффициенту термического расширения сапфира, что минимизирует деформации и напряжения при нагреве. Механические свойства, требующиеся для обеспечения тех или иных характеристик преобразователя давления, придают именно металлической мембране.In the case under consideration, titanium is mainly used as the membrane material, since it has the proper mechanical properties and its coefficient of thermal expansion is close to the coefficient of thermal expansion of sapphire, which minimizes deformations and stresses during heating. The mechanical properties required to ensure certain characteristics of the pressure transducer are imparted precisely to the metal membrane.

Иногда вместо кремниевых тензорезисторов используют металлические, например медные, никелевые, железные.Sometimes, instead of silicon strain gages, metal ones are used, for example, copper, nickel, and iron.

Как следует из Фиг.1 и 2а, мембрана 140 имеет планарную поверхность 210, к которой припаяна подложка, и противоположную ей профилированную поверхность 220, к которой прикладывается усилие, создаваемое измеряемым давлением, которое, в частности, может соответствовать разрежению. На Фиг.1 и 2а профилированная поверхность мембраны 140 изображена как имеющая рабочий профиль в виде осесимметричной канавки.As follows from Figs. 1 and 2a, the membrane 140 has a planar surface 210 to which the substrate is soldered, and a profiled surface 220 opposite to it, to which the force exerted by the measured pressure is applied, which, in particular, can correspond to a vacuum. 1 and 2a, the profiled surface of the membrane 140 is depicted as having a working profile in the form of an axisymmetric groove.

Рабочий профиль профилированной поверхности мембраны, к которой прикладывается усилие, в частности, определяет ее механические свойства, требующиеся для обеспечения заранее заданных метрологических характеристик. Например, в случае мембраны 140 по Фиг.1 и 2а с рабочим профилем в виде канавки глубина Н канавки определяется диапазоном измеряемых давлений и потребными метрологическими характеристиками.The working profile of the profiled surface of the membrane to which the force is applied, in particular, determines its mechanical properties required to ensure predetermined metrological characteristics. For example, in the case of the membrane 140 of FIGS. 1 and 2a with a working profile in the form of a groove, the depth H of the groove is determined by the range of measured pressures and the required metrological characteristics.

Тензометрические первичные преобразователи давления могут иметь рычажную конструкцию. В частности, со ссылкой на Фиг.3 проиллюстрирован пример работы тензометрического первичного преобразователя давления мембранно-рычажного типа в составе датчика давления. Тензометрический первичный преобразователь 4 давления мембранно-рычажного типа размещен внутри основания 9 в замкнутой полости 11, заполненной кремний-органической жидкостью, и отделен от измеряемой среды металлическими гофрированными мембранами 8. Мембраны 8 приварены по наружному контуру к основанию 9 и соединены между собой центральным штоком 6, который связан с концом рычага преобразователя 4 с помощью тяги 5. Фланцы 10 уплотнены прокладками 3. Плюсовой фланец с открытой мембраной служит для монтажа преобразователя непосредственно на технологической емкости. Воздействие измеряемого давления вызывает прогиб мембран 8, изгиб мембраны тензопреобразователя 4 и изменение сопротивления тензорезисторов. Электрический сигнал от тензопреобразователя передается из измерительного блока в электронное устройство 1 по проводам через гермоввод 2.Strain gauge pressure transducers may have a lever design. In particular, with reference to FIG. 3, an example of the operation of a membrane-type strain gauge primary pressure transducer as part of a pressure sensor is illustrated. A membrane-type strain gauge primary pressure transducer 4 is placed inside the base 9 in a closed cavity 11 filled with silicon-organic liquid and separated from the medium by corrugated metal membranes 8. The membranes 8 are welded along the outer contour to the base 9 and interconnected by a central rod 6 , which is connected to the end of the lever of the transducer 4 by means of a rod 5. The flanges 10 are sealed with gaskets 3. A positive flange with an open membrane serves for mounting the transducer directly on hnologicheskoy capacity. The influence of the measured pressure causes the deflection of the membranes 8, the bending of the membrane of the strain gauge 4 and the change in resistance of the strain gauges. The electrical signal from the strain gauge is transmitted from the measuring unit to the electronic device 1 via wires through the pressure seal 2.

Одним из основных недостатков известных тензометрических первичных преобразователей давления, в частности первичных преобразователей давления на основе КНС, является проблема дрейфа нуля. При длительных нагрузках происходит пластическая деформация мембраны и припоя, обладающего низкими упругими свойствами, которая приводит к старению припоя. В результате при разгрузке имеются остаточные деформации (явление гистерезиса), что проиллюстрировано на Фиг.4. В частности, измерения показывают, что остаточный прогиб титановой мембраны может превышать 10 мкм. Согласно вышесказанному, сапфировая подложка имеет близкую к идеальной монокристаллическую структуру, вследствие чего ее пластическая деформация фактически невозможна. В результате, вследствие вышеупомянутых остаточных деформаций сапфировая подложка при отсутствии нагрузки, тем не менее, будет находиться в напряженно-деформированном состоянии, в котором сопротивление тензорезисторов будет отличаться от значения, номинально соответствующего отсутствию нагрузки. Это приводит к снижению точности регистрации давления.One of the main disadvantages of the known strain gauge pressure transducers, in particular SPS-based pressure transducers, is the problem of zero drift. With prolonged loads, plastic deformation of the membrane and solder, which has low elastic properties, leads to aging of the solder. As a result, during unloading, there are residual strains (hysteresis phenomenon), which is illustrated in FIG. 4. In particular, measurements show that the residual deflection of the titanium membrane may exceed 10 μm. According to the above, the sapphire substrate has a monocrystalline structure close to ideal, as a result of which its plastic deformation is virtually impossible. As a result, due to the aforementioned residual deformations, the sapphire substrate in the absence of load, however, will be in a stress-strain state in which the resistance of the strain gauges will differ from the value nominally corresponding to the absence of load. This leads to a decrease in the accuracy of recording pressure.

Таким образом, существует потребность в тензометрических первичных преобразователях давления, обеспечивающих компенсацию вышеописанного дрейфа нуля.Thus, there is a need for strain gauge pressure transducers to compensate for the above-described zero drift.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Задачей настоящего изобретения является создание тензометрического первичного преобразователя давления с компенсацией дрейфа нуля.An object of the present invention is to provide a strain gauge pressure transducer with zero drift compensation.

Для решения этой задачи в соответствии с изобретением предложены тензометрический первичный преобразователь давления и соответствующая ему мембрана тензометрического первичного преобразователя давления. Соответствующий изобретению тензометрический первичный преобразователь давления включает в себя сапфировую монокристаллическую мембрану, имеющую планарную поверхность и противоположную ей профилированную поверхность, к которой прикладывается усилие, создаваемое измеряемым давлением, под действием которого мембрана деформируется, а также схему тензорезисторов, сформированную на пленарной поверхности мембраны и предназначенную для регистрации прикладываемого усилия на основе изменения сопротивления тензорезисторов при деформации мембраны.To solve this problem, in accordance with the invention, a tensometric primary pressure transducer and a corresponding membrane of a tensometric primary pressure transducer are provided. According to the invention, the strain gauge primary pressure transducer includes a sapphire single crystal membrane having a planar surface and a profiled surface opposite to it, to which a force is exerted by the measured pressure, under which the membrane is deformed, as well as a strain gauge circuit formed on the plenary surface of the membrane and intended for registration of the applied force based on a change in resistance of strain gages during deformation uu membrane.

Соответствующая изобретению мембрана тензометрического первичного преобразователя давления, имеющая планарную поверхность и противоположную ей профилированную поверхность, целиком изготовлена из сапфира и имеет монокристаллическую поверхность.According to the invention, the membrane of a tensometric pressure transducer having a planar surface and a profiled surface opposite to it, is entirely made of sapphire and has a single crystal surface.

Схема тензорезисторов, которая предпочтительно представляет собой мостовую схему, сформированную в эпитаксиальной пленке кремния на планарной поверхности мембраны, предпочтительно ориентирована по наиболее тензочувствительным кристаллографическим направлениям кристаллической структуры мембраны.The strain gauge circuit, which is preferably a bridge circuit formed in an epitaxial silicon film on a planar surface of the membrane, is preferably oriented along the most tensile crystallographic directions of the crystalline structure of the membrane.

Также предпочтительно рабочий профиль профилированной поверхности мембраны определяется механическими свойствами мембраны, требующимися для обеспечения заранее заданных метрологических характеристик.It is also preferred that the operating profile of the profiled membrane surface is determined by the mechanical properties of the membrane required to provide predetermined metrological characteristics.

Соответствующий настоящему изобретению тензометрический первичный преобразователь давления может иметь рычажную конструкцию.The strain gauge pressure transducer of the present invention may have a lever structure.

Перечень фигурList of figures

Вышеуказанные и иные признаки и преимущества настоящего изобретения раскрыты в нижеследующем описании предпочтительных вариантов его осуществления, приводимых со ссылками на фигуры, на которыхThe above and other features and advantages of the present invention are disclosed in the following description of preferred embodiments thereof, given with reference to the figures in which

Фиг.1 - схематическое изображение тензометрического первичного преобразователя давления, соответствующего предшествующему уровню техники.Figure 1 is a schematic illustration of a strain gauge pressure transducer corresponding to the prior art.

Фиг.2а - вид в разрезе тензометрического первичного преобразователя давления, соответствующего предшествующему уровню техники.Fig. 2a is a cross-sectional view of a tensometric pressure transducer according to the prior art.

Фиг.2б - вид в разрезе тензометрического первичного преобразователя давления, соответствующего настоящему изобретению.Fig. 2b is a sectional view of a strain gauge pressure transducer according to the present invention.

Фиг.2в - вид в разрезе тензометрического первичного преобразователя давления с металлическими компонентами, соответствующего настоящему изобретению.FIG. 2 c is a sectional view of a strain gauge primary pressure transducer with metal components in accordance with the present invention.

Фиг.3 - пример работы тензометрического первичного преобразователя давления мембранно-рычажного типа в составе датчика давления.Figure 3 - an example of the operation of the strain gauge primary pressure transducer membrane-lever type in the pressure sensor.

Фиг.4 - графическая иллюстрация остаточных деформаций.4 is a graphical illustration of residual deformations.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретенияDescription of preferred embodiments of the invention

Как было отмечено ранее, настоящее изобретение ориентировано на решение проблемы дрейфа нуля в тензометрических первичных преобразователях давления.As noted earlier, the present invention is directed to solving the problem of zero drift in strain gauge pressure transducers.

В настоящем изобретении для тензометрического первичного преобразователя давления предлагается использование мембраны, целиком изготовленной из сапфира и имеющей монокристаллическую структуру. При этом два компонента по Фиг.1, а именно подложка и мембрана, по существу объединены в одно целое {си. Фиг.2б). В этом случае схема тензорезисторов 110 размещается на верхней планарной поверхности 210 мембраны, соответствующей настоящему изобретению, а нижняя поверхность 220 рассматриваемой мембраны имеет рабочий профиль, определяющий ее механические свойства, требующиеся для обеспечения заранее заданных метрологических характеристик. В рассматриваемом случае усилие, создаваемое измеряемым давлением, прикладывается к профилированной поверхности 220 сапфировой мембраны.The present invention proposes the use of a membrane made entirely of sapphire and having a single crystal structure for a strain gauge pressure transducer. In this case, the two components of FIG. 1, namely, the substrate and the membrane, are essentially integrated into one unit {si. Fig.2b). In this case, the strain gauge circuit 110 is placed on the upper planar surface 210 of the membrane corresponding to the present invention, and the lower surface 220 of the membrane in question has a working profile that determines its mechanical properties required to provide predetermined metrological characteristics. In this case, the force generated by the measured pressure is applied to the profiled surface 220 of the sapphire membrane.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения сапфировая мембрана осесимметрична, тензорезисторы, осажденные, например, посредством эпитаксии, ориентированы по наиболее тензочувствительным кристаллографическим направлениям ее кристаллической структуры и объединены в мостовую схему, а рабочий профиль нижней поверхности мембраны имеет вид осесимметричной канавки (см. Фиг.2б), глубина Н которой определяется диапазоном измеряемых давлений и потребными метрологическими характеристиками. Чем больше глубина Н, тем тоньше оказывается слой сапфира под схемой тензорезисторов, и, следовательно, для деформирования планарной поверхности требуется меньшее усилие, что обуславливает применение подобных тензометрических первичных преобразователей давления для диапазона относительно малых давлений.In a preferred embodiment of the present invention, the sapphire membrane is axisymmetric, strain gauges deposited, for example, by means of epitaxy, are oriented along the most strain-sensitive crystallographic directions of its crystal structure and combined into a bridge circuit, and the working profile of the lower surface of the membrane has the form of an axisymmetric groove (see Fig.2b ), the depth N of which is determined by the range of measured pressures and the required metrological characteristics. The greater the depth H, the thinner the sapphire layer is under the strain gauge circuit, and therefore, less effort is required to deform the planar surface, which leads to the use of similar strain gauge pressure transducers for a relatively low pressure range.

Следует отметить, что полное исключение металлических компонентов из конструкции соответствующего настоящему изобретению тензометрического первичного преобразователя давления не подразумевается. В частности, на Фиг.2в показано крепление сапфировой мембраны к металлическому основанию, предпочтительно титановому, в целях придания механической точности тензометрическому первичному преобразователю давления. Крепление мембраны к основанию может быть выполнено, например, посредством пайки, как это показано на Фиг.2в. Выбор титана в качестве предпочтительного материала для основания обусловлен, согласно вышесказанному, его механическими свойствами, а также хорошей согласованностью ряда его ключевых в рассматриваемом контексте свойств с соответствующими свойствами сапфира.It should be noted that the complete exclusion of metal components from the design of the strain gauge pressure transducer of the present invention is not implied. In particular, FIG. 2c shows the attachment of a sapphire membrane to a metal base, preferably titanium, in order to impart mechanical precision to the strain gauge pressure transducer. The fastening of the membrane to the base can be performed, for example, by soldering, as shown in Figv. The choice of titanium as the preferred material for the base is due, according to the above, to its mechanical properties, as well as the good consistency of some of its key properties in this context with the corresponding properties of sapphire.

Аналогично вышеописанному случаю по Фиг.3, соответствующий настоящему изобретению тензометрический первичный преобразователь давления может иметь рычажную конструкцию, при этом его функционирование полностью аналогично функционированию первичного преобразователя давления 4 по Фиг.3.Similarly to the case of FIG. 3 described above, the strain gauge pressure transducer of the present invention may have a lever structure, and its operation is completely similar to that of the pressure transducer 4 of FIG. 3.

Результатом является исключение вышеописанного паразитного влияния пластической деформации мембраны и обусловленного ею старения припоя, приводящего к дрейфу нуля, поскольку, в соответствии с вышесказанным, сапфировая мембрана обладает по существу идеальной монокристаллической структурой, вследствие чего ее пластическая деформация фактически исключается, а возможное наличие металлических компонентов и припоя, как в случае по Фиг.2в, фактически не оказывает воздействия на тензорезисторы, поскольку они достаточно удалены от планарной поверхности, и обусловленное измеряемым давлением усилие, обуславливающее деформацию сапфировой мембраны, прикладывается в основном к ее профилированной поверхности.The result is the exclusion of the above parasitic effect of the membrane’s plastic deformation and the aging of the solder resulting in it, leading to zero drift, because, in accordance with the foregoing, the sapphire membrane has an essentially perfect single-crystal structure, as a result of which its plastic deformation is virtually eliminated, and the possible presence of metal components and solder, as in the case of Fig.2c, in fact does not affect the strain gauges, since they are sufficiently removed from the planar surface, and due to the pressure measured by the force, causing the deformation of the sapphire membrane, is applied mainly to its profiled surface.

Изобретение было раскрыто выше со ссылкой на конкретные варианты его осуществления. Для специалистов в данной области техники могут быть очевидны и иные варианты осуществления изобретения, не меняющие его сущности, как она раскрыта в настоящем описании. Соответственно, изобретение следует считать ограниченным по объему только нижеследующей формулой изобретения.The invention has been disclosed above with reference to specific options for its implementation. For specialists in this field of technology may be obvious and other embodiments of the invention, not changing its essence, as it is disclosed in the present description. Accordingly, the invention should be considered limited in scope only by the following claims.

Claims (14)

1. Тензометрический первичный преобразователь давления, включающий в себя мембрану, имеющую планарную поверхность и противоположную ей профилированную поверхность, к которой прикладывается усилие, создаваемое измеряемым давлением, под действием которого мембрана деформируется, схему тензорезисторов, сформированную на планарной поверхности мембраны и предназначенную для регистрации прикладываемого усилия на основе изменения сопротивления тензорезисторов при деформации мембраны, при этом мембрана целиком изготовлена из сапфира и имеет монокристаллическую структуру, а рабочий профиль профилированной поверхности мембраны имеет форму канавки и определяется метрологическими характеристиками.1. Strain gauge primary pressure transducer, comprising a membrane having a planar surface and a profiled surface opposite to it, to which a force is applied created by the measured pressure, under the action of which the membrane is deformed, a strain gauge circuit formed on the planar surface of the membrane and designed to record the applied force based on the change in resistance of strain gages when the membrane is deformed, while the membrane is entirely made of sapphire and and has a single-crystal structure, and the working profile of the profiled surface of the membrane has the shape of a groove and is determined by metrological characteristics. 2. Тензометрический первичный преобразователь давления по п.1, в котором схема тензорезисторов ориентирована по наиболее тензочувствительным кристаллографическим направлениям кристаллической структуры мембраны.2. The strain gauge primary pressure transducer according to claim 1, in which the strain gauge circuit is oriented along the most strain-sensitive crystallographic directions of the crystal structure of the membrane. 3. Тензометрический первичный преобразователь давления по п.1, в котором мембрана является осесимметричной.3. The strain gauge pressure transducer according to claim 1, wherein the membrane is axisymmetric. 4. Тензометрический первичный преобразователь давления по п.3, в котором глубина канавки определяется диапазоном измеряемых давлений.4. Strain gauge pressure transducer according to claim 3, in which the depth of the groove is determined by the range of measured pressures. 5. Тензометрический первичный преобразователь давления по п.1, в котором схема тензорезисторов сформирована в эпитаксиальной пленке кремния на планарной поверхности мембраны.5. The strain gauge primary pressure transducer according to claim 1, wherein the strain gauge circuit is formed in an epitaxial silicon film on a planar membrane surface. 6. Тензометрический первичный преобразователь давления по п.1, в котором схема тензорезисторов представляет собой мостовую схему.6. The strain gauge primary pressure transducer according to claim 1, in which the strain gauge circuit is a bridge circuit. 7. Тензометрический первичный преобразователь давления по п.1, который имеет рычажную конструкцию.7. The strain gauge primary pressure transducer according to claim 1, which has a lever structure. 8. Тензометрический первичный преобразователь давления по п.1, в котором мембрана прикреплена к металлическому основанию, обеспечивающему механическую прочность конструкции тензометрического первичного преобразователя давления.8. The strain gauge pressure transducer according to claim 1, in which the membrane is attached to a metal base, providing mechanical strength to the design of the strain gauge pressure transducer. 9. Тензометрический первичный преобразователь давления по п.8, в котором крепление мембраны к металлическому основанию выполнено посредством пайки.9. The strain gauge primary pressure transducer of claim 8, in which the membrane is attached to the metal base by soldering. 10. Тензометрический первичный преобразователь давления по п.8, в котором металлическое основание изготовлено из металла, обеспечивающего необходимые механические свойства.10. The strain gauge primary pressure transducer of claim 8, in which the metal base is made of metal, providing the necessary mechanical properties. 11. Тензометрический первичный преобразователь давления по п.10, в котором металлом, обеспечивающим необходимые механические свойства, является титан.11. The strain gauge primary pressure transducer of claim 10, wherein the metal providing the necessary mechanical properties is titanium. 12. Мембрана тензометрического первичного преобразователя давления, которая имеет планарную поверхность, предназначенную для формирования на ней схемы тензорезисторов, и противоположную ей профилированную поверхность, к которой прикладывается усилие, создаваемое измеряемым давлением, под действием которого мембрана деформируется, при этом мембрана целиком изготовлена из сапфира и имеет монокристаллическую структуру, а рабочий профиль профилированной поверхности мембраны имеет форму канавки и определяется потребными метрологическими характеристиками.12. The membrane of the strain gauge primary pressure transducer, which has a planar surface designed to form a strain gauge circuit on it, and a profiled surface opposite to it, to which a force is applied created by the measured pressure, under which the membrane is deformed, while the membrane is entirely made of sapphire and has a single-crystal structure, and the working profile of the profiled membrane surface has the shape of a groove and is determined by metrological requirements their characteristics. 13. Мембрана по п.12, которая является осесимметричной.13. The membrane according to item 12, which is axisymmetric. 14. Мембрана по п.13, в которой глубина канавки определяется диапазоном измеряемых давлений.14. The membrane according to item 13, in which the depth of the groove is determined by the range of measured pressures.
RU2004123919/28A 2004-08-04 2004-08-04 Strain primary pressure transducer with zero drift compensation and membrane for it RU2286555C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004123919/28A RU2286555C2 (en) 2004-08-04 2004-08-04 Strain primary pressure transducer with zero drift compensation and membrane for it

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004123919/28A RU2286555C2 (en) 2004-08-04 2004-08-04 Strain primary pressure transducer with zero drift compensation and membrane for it

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004123919A RU2004123919A (en) 2006-01-20
RU2286555C2 true RU2286555C2 (en) 2006-10-27

Family

ID=35873115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004123919/28A RU2286555C2 (en) 2004-08-04 2004-08-04 Strain primary pressure transducer with zero drift compensation and membrane for it

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2286555C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2469940C1 (en) * 2011-07-08 2012-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Container for garbage
RU2684672C1 (en) * 2018-06-18 2019-04-11 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Infrasonic microbarometer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2469940C1 (en) * 2011-07-08 2012-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Container for garbage
RU2684672C1 (en) * 2018-06-18 2019-04-11 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Infrasonic microbarometer

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004123919A (en) 2006-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11009412B2 (en) Microelectromechanical scalable bulk-type piezoresistive force/pressure sensor
US3697917A (en) Semiconductor strain gage pressure transducer
US5587601A (en) Support structure for a semiconductor pressure transducer
US9550211B2 (en) Temperature compensation in a CMUT device
US4574640A (en) Integrated dual-range pressure transducer
US3513430A (en) Semiconductor strain gage transducer and method of making same
US20230184603A1 (en) Temperature coefficient of offset compensation for force sensor and strain gauge
US20160305839A1 (en) Pressure Sensor
US7698951B2 (en) Pressure-sensor apparatus
JP2001033332A (en) Relative pressure sensor
US7661317B2 (en) High pressure transducer having an H shaped cross-section
RU2286555C2 (en) Strain primary pressure transducer with zero drift compensation and membrane for it
US7418871B2 (en) Method for detecting a pressure of a medium and pressure measuring device
RU133607U1 (en) MICROELECTRONIC PRESSURE SENSOR
US3242738A (en) Pressure-responsive instruments
JPH09126926A (en) Pressure sensor in which detection component is incorporated
Qaradaghi et al. Frequency output MEMS resonator on membrane pressure sensors
SU960559A2 (en) Pressure pickup
EP0426171A2 (en) Semiconductor pressing force sensor
US8146436B2 (en) Silicon sensing structure to detect through-plane motion in a plane of material with thermal expansion substantially different from that of silicon
RU45526U1 (en) PRESSURE METER
RU2316743C2 (en) Pressure measuring device
Handbook Pressure & Temperature Measurement
Belsito et al. Development of Weighing Systems with Improved Dynamic Range Using High-Resolution Resonant MEMS Strain Sensors
RU2083965C1 (en) Pressure transducer with tension-sensitive resistors

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090805