Регистрация / Вход
Прислать материал

МЕМБРАННЫЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДАТЧИКА ДАВЛЕНИЯ

Фамилия
Волгин
Имя
Виктор
Отчество
Владимирович
Номинация
Материаловедение
Институт
Институт информационных технологий и автоматизированных систем управления (ИТАСУ)
Кафедра
Автоматизации
Академическая группа
АРМ-13-1
Научный руководитель
доц. Захаров Н. А.
Название тезиса
МЕМБРАННЫЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДАТЧИКА ДАВЛЕНИЯ
Тезис

1. Введение.В работе исследовалась зависимость возникающая между давлением  ,действующим косвенно на тензорезисторы через стальную мембрану, и напряжением возникающим на концах моста уинстона в котором соединены тензорезисторы. Было изучена зависимость деформации тензорезисторов от приложенного к мембране давления.

2. Теоретическая часть. Резонансные датчики давления имеют в  основе мембрану, способную уловить изменение давления, и прикрепленные к ней тензорезисторы, которые при деформации мембраны под давлением изменяют свои резистивные свойства. 

3. Экспериментальная установка.

Мембранный преобразователь размещен внутри основания 3. Металлическая мембрана 2,  которая  приварена  по  наружному контуру к основанию.

4. Методика измерений. Радиальные деформации мембраны влияют непосредственно на тензоhезисторы

5. Результаты. Получена математическая модель

Uвых\(=\frac{1}{4}K\left( -\sum {\frac{3}{4}P\left( \frac{R}{h} \right)^{2}\left[ 1+\upsilon -\left( 1+3\upsilon \right)-\frac{r_{i}^{2}}{R^{2}} \right]\frac{z}{h}} +\sum {\frac{3}{4}P\left( \frac{R}{h} \right)^{2}\left[ 1+\upsilon -\left( 1+3\upsilon \right)-\frac{r_{j}^{2}}{R^{2}} \right]\frac{z}{h}} \right)E\)

Uвых -выходное напряжение датчика давления, В;

E - эффективный модуль упругости мембраны;

P - подаваемое давление, Па;

K - коэффициент тензочувствительности;

R - радиус мембраны, м;

ri - расстояния от тензорезисторов до центра мембраны, r1,r3, м;

rj - расстояния от радиальных тензорезисторов до центра мембраны, r2,r4, м;

z - расстояние от нейтральной плоскости мембраны, м;

h - толщина мембраны, м;

v- коэффициент Пуассона.

6. Выводы. Чувствительным элементом тензорезисторного датчика является мембрана, разделяющая рабочую область датчика на две части. При изменении давления с одной стороны, мембрана деформируется. Деформация мембраны приводит к дисбалансу моста Уитстона, что меняет сопротивление.

7. Список литературы.

  1. Игнатьева, Е.В. Влияние конструкции мембраны на параметры выходной характеристики кремниевого тензопреобразователя давления.
  2. Игнатьева, Ю.А. Михайлов, В.В. Панков Датчики и системы. – 2009. – №6. – С. 51-54.