RU2101688C1

RU2101688C1 - Two-membrane pressure tensoconverter

Info

Publication number: RU2101688C1
Authority: RU
Inventors: В.В. Воробьева; В.Н. Горохов
Original assignee: Научно-исследовательский институт импульсной техники
Priority date: 1991-06-26
Filing date: 1991-06-26
Publication date: 1998-01-10

Abstract

FIELD: measurement technology, registration of positive pressure and pressure difference in gas and liquid media in various fields of economy. SUBSTANCE: installation of additional reinforcing metal membrane with limited extension that converts pressure to force limits deformation of key metal membrane thanks to manufacture of rests as one unit with membrane. Rests are positioned above thick nonworking part of additional membrane and flat part of base. EFFECT: expanded application field, increased functional reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для регистрации избыточного и разности давлений в газовых и жидкостных средах в различных областях народного хозяйства. The invention relates to measuring technique and can be used to register the excess and pressure differences in gas and liquid media in various fields of the national economy.

Изобретение позволяет защитить от разрушения части двухмембранного тензопреобразователя при случайной подаче повышенного (например, на порядок выше рабочего) давления, связанного с ошибкой оператора или засорением канала подачи давления. В случае тензопреобразователя избыточного давления, а для тензопреобразователя разности давлений защита со стороны приемника и со стороны тензочувствительного элемента. EFFECT: invention allows protecting part of a two-membrane strain gauge from destruction during accidental supply of elevated (for example, an order of magnitude higher than the working) pressure associated with an operator error or clogging of the pressure supply channel. In the case of a strain gauge transducer overpressure, and for a strain gauge differential pressure difference protection from the receiver and from the strain-sensing element.

Известен датчик абсолютного давления, содержащий корпус, мембрану, разделяющую две камеры: измерительную и опорную, упор, ограничивающий перемещение мембраны, упругий элемент, имеющий тонкопленочные тензорезисторы, шток, один конец которого жестко связан о мембраной, а другой пропущен через центральное сквозное отверстие упругого элемента и дополнительный упор с возможностью осевого перемещения на выступающей из упругого элемента части штока, причем дополнительный упор расположен от жесткого центра упругого элемента с зазором, что приводит к свободному состоянию упругого элемента в исходном положении и защищает его от перегрузок атмосферного давления (а.с. СССР N 1081448, кл. G 01 L 9/04, 1984). Known absolute pressure sensor containing a housing, a membrane separating two chambers: measuring and supporting, an emphasis restricting the movement of the membrane, an elastic element having thin-film strain gauges, a rod, one end of which is rigidly connected to the membrane, and the other is passed through a central through hole of the elastic element and an additional emphasis with the possibility of axial movement on the stem part protruding from the elastic element, the additional emphasis being located from the rigid center of the elastic element with a gap that leads to the free state of the elastic element in its initial position and protects it from atmospheric pressure overloads (AS USSR N 1081448, class G 01 L 9/04, 1984).

К недостаткам датчика относятся сложная в настройке механическая система как упора, ограничивающего перемещение мембраны при атмосферном давлении, разделяющей две камеры, так и дополнительного упора, обеспечивающего работу упругого элемента при подаче малых измеряемых давлений без влияния перегрузок от атмосферного давления в процессе измерений, причем дополнительный упор срабатывает при каком-то пороговом давлении, а данная конструкция является ненадежной в условиях ударных и вибрационных нагрузок. The sensor’s disadvantages include a mechanical system that is difficult to set up, both of an abutment restricting the movement of the membrane at atmospheric pressure separating the two chambers, and an additional abutment that ensures the operation of the elastic element when applying small measured pressures without the influence of overloads from atmospheric pressure during measurements, with an additional emphasis triggered at some threshold pressure, and this design is unreliable under shock and vibration loads.

Кроме того, в данной конструкции упоры не представляют единого целого со штоком, а на резьбе ввинчиваются на шток или основание. Назначение этих упоров заставлять работать упругий элемент только после определенной величины порогового давления защищать процесс измерения малых величин давления от перегрузок атмосферного давления. Упоры ограничивают ход мембраны и упругого элемента только в одном направлении, что для использования в датчике абсолютного давления достаточно. In addition, in this design, the stops do not represent a single whole with the stem, but are screwed onto the stem or base on the thread. The purpose of these stops is to make the elastic element work only after a certain threshold pressure value, to protect the process of measuring small pressure values from atmospheric pressure overloads. The stops limit the stroke of the membrane and the elastic element in only one direction, which is sufficient for absolute pressure use in the sensor.

Наиболее близким техническим решением к данному предложению является двухмембранный тензопреобразователь давления, содержащий тензопреобразователь цилиндрической формы, в котором выполнен приемник давления, основную металлическую мембрану, на тонкой рабочей части которой расположен тензочувствительный элемент на основе "кремний на сапфире" структуры в виде резистивной мостовой схемы, дополнительную усилительную металлическую мембрану, расположенную между основанием и основной мембраной, шток, расположенный соосно с основанием, выполненный за одно целое с рабочей частью основной мембраны и соединенный с толстой жесткой частью дополнительной мембраны, которая соединена с основанием и основной мембраной (Белоглазов А.В. Стучебников В.М. Хасиков Е.Е. Евдокимов В.И. Шадтина А.Г. Полупроводниковые тензопреобразователи силы и давления на основе гетероэпитаксиальных структур "кремний на сапфире". Приборы и системы управления, 1982, N5, с.21,22. Прототип). The closest technical solution to this proposal is a two-membrane pressure transducer containing a cylindrical strain transducer in which a pressure receiver is made, a main metal membrane, on the thin working part of which there is a silicon-sapphire strain-sensitive element in the form of a resistive bridge circuit, an additional a reinforcing metal membrane located between the base and the main membrane, a rod located coaxially with the base in made in one piece with the working part of the main membrane and connected to the thick rigid part of the additional membrane, which is connected to the base and the main membrane (Beloglazov A.V. Stuchebnikov V.M. Khasikov E.E. Evdokimov V.I. Shadtina A.G. Semiconductor force and pressure transducers based on heteroepitaxial structures "silicon on sapphire. Instruments and control systems, 1982, N5, p.21.22. Prototype).

Недостатком приведенного двухмембранного тензопреобразователя является его разрушение (разрушение мембран) при подаче на него давлений свыше 30 кгс/см² как со стороны приемника давления, так и со стороны тензочувствительного кристалла, причем рабочим давлением данного прибора является 10 кгс/см², но в ряде использований этого тензопреобразователя требуется его прочность к перепадам давлений до 100 кгс/см² при сохранении всех его метрологических и точностных характеристик.The disadvantage of the above two-membrane strain gauge is its destruction (destruction of the membranes) when applying pressure above 30 kgf / cm ² both from the pressure receiver side and from the strain-sensitive crystal, and the working pressure of this device is 10 kgf / cm ² , but in a number the use of this strain gauge requires its strength to pressure drops up to 100 kgf / cm ² while maintaining all its metrological and accuracy characteristics.

Одним из способов повышения перегрузочной способности является создание преобразователя с диапазоном измеряемых давлений до уровня перегрузок, например, для измерения 100 кгс/см², но использование его при измерении давлений до 10 кгс/см². Такой способ резко ухудшает все точностные и метрологические характеристики прибора и непригоден для использования в высокоточных приборах.One way to increase the overload capacity is to create a transducer with a range of measured pressures to the level of overloads, for example, to measure 100 kgf / cm ² , but use it when measuring pressures up to 10 kgf / cm ² . This method dramatically worsens all the accuracy and metrological characteristics of the device and is unsuitable for use in high-precision devices.

Другим способом является использование ограничительных упоров в конструкции преобразователя, например, как в аналоге. Another way is the use of limit stops in the design of the Converter, for example, as in the analogue.

Упоры становятся элементом конструкции, определяющим основные характеристики тензопреобразователя. Stops become a structural element that determines the main characteristics of the strain gauge.

Целью изобретения является повышение надежности при сохранении линейности и преобразовательной характеристики. The aim of the invention is to increase reliability while maintaining linearity and converting characteristics.

Цель изобретения в двухмембарнном тензопреобразователе давления, содержащем цилиндрическое основание с каналом подвода давления, основную металлическую мембрану, на тонкой рабочей части которой размещен тензочувствительный элемент на основе структуры "кремний на сапфире" в виде резистивной мостовой схемы и дополнительную усилительную мембрану, установленную между основанием и основной мембраной, причем в канале подвода давления размещен шток, один конец которого выполнен за одно целое с рабочей частью основной мембраны, а другой жестко соединен с толстой частью дополнительной металлической мембраны, мембраны выполнены с упорами, симметрично расположенными no окружности за одно целое с толстыми нерабочими частями, причем упоры дополнительной усилительной и основной металлических мембран установлены соответственно над плоской частью основания и толстой частью дополнительной усилительной металлической мембраны на расстоянии, равном прогибу дополнительной усилительной и металлической мембраны при полуторакратном предельном рабочем давлении. The purpose of the invention is a two-membrane pressure transducer containing a cylindrical base with a pressure supply channel, a main metal membrane, on the thin working part of which is placed a strain-sensitive element based on a silicon on sapphire structure in the form of a resistive bridge circuit and an additional reinforcing membrane installed between the base and the main a membrane, and a rod is placed in the pressure supply channel, one end of which is integral with the working part of the main membrane, and the other it is simply connected to the thick part of the additional metal membrane, the membranes are made with stops symmetrically located no circumference in one piece with thick inactive parts, and the stops of the additional reinforcing and main metal membranes are installed respectively above the flat part of the base and the thick part of the additional reinforcing metal membrane at a distance equal to the deflection of the additional reinforcing and metal membranes at one and a half times the maximum working pressure.

Сущность изобретения заключается в том, что в предлагаемом двухмембранном тензопреобразователе благодаря ограничению хода (прогиба) дополнительной усилительной металлической мембраны, преобразующей давление в силу, связанной через шток, передающий силу к основной мембране, с основной мембраной, имеющей тензочувствительный элемент, работающий на основе тензорезистивного эффекта в кремнии, воспринимающий развивающиеся напряжения в основной металлической мембране от приложенной силы дополнительной усилительной металлической мембраны, ограничивается деформация основной мембраны в обе стороны при подаче повышенного давления (до 1O-кратных величин предельного рабочего давления) как со стороны приемника давления, так и со стороны тензочувствительного элемента, и соответственно происходит ограничение выходного сигнала, что позволяет защищать тензопреобразователь от разрушения (разрушение основной или дополнительной мембран ) в аварийных режимах благодаря использованию ограничительных упоров, выполненных за одно целое с толстыми жесткими частями двух мембран и из одного материала, сохраняются вое метрологические и точностные характеристики преобразователя, а его надежность остается высокой; благодаря упорам, не действующим непосредственно на тонкую рабочую часть дополнительной усилительной металлической мембраны и не влияющим соответственно на процесс преобразования давления в силу и распределение деформаций в основной мембране, сохраняются линейность и преобразовательная характеристика прибора; благодаря расположению упоров на расстоянии, равном прогибу дополнительной усилительной металлической мембраны при полуторакратном предельном рабочем давлении (ограничение величины прогиба дополнительной усилительной металлической мембраны), сохраняются линейность и точностные характеристики для данного преобразователя при давлениях до предельного рабочего давления, при этом указанная величина прогиба дополнительной усилительной металлической мембраны обеспечивает исключение влияния процессов посадки и снятия дополнительной усилительной металлической мембраны с упором и технологического разброса изготовления упоров (мембран с упорами) на указанные характеристики двухмембранного тензопреобразователя; благодаря выполнению упоров за одно целое с мембранами существенно упрощается процесс изготовления механических упоров и полностью исключается процесс настройки, как для упоров на винтах или других видах крепления. The essence of the invention lies in the fact that in the proposed two-membrane strain gauge due to the limitation of the course (deflection) of an additional reinforcing metal membrane that converts pressure into a force connected through a rod transmitting force to the main membrane, with the main membrane having a strain-sensing element operating on the basis of the strain-resisting effect in silicon, perceiving developing stresses in the main metal membrane from the applied force of the additional reinforcing metal membrane In this case, deformation of the main membrane in both directions is limited when applying increased pressure (up to 1O times the maximum working pressure) both from the side of the pressure receiver and from the strain-sensing element, and accordingly the output signal is limited, which allows protecting the strain gauge from destruction ( destruction of the main or additional membranes) in emergency conditions due to the use of restrictive stops made in one piece with thick rigid parts of two membranes and from of one material, the metrological and accuracy characteristics of the converter are preserved, and its reliability remains high; thanks to the stops that do not directly act on the thin working part of the additional reinforcing metal membrane and do not respectively affect the process of converting pressure into force and the distribution of deformations in the main membrane, the linearity and converting characteristic of the device are preserved; due to the location of the stops at a distance equal to the deflection of the additional reinforcing metal membrane at one and a half times the maximum working pressure (limiting the magnitude of the deflection of the additional reinforcing metal membrane), the linearity and accuracy characteristics for this transducer are maintained at pressures to the maximum working pressure, while the indicated magnitude of the deflection of the additional reinforcing metal membranes ensures the exclusion of the influence of the processes of planting and removing additional reinforcing metal membrane with emphasis and technological variation in the manufacture of stops (membranes with stops) on the specified characteristics of a two-membrane strain transducer; thanks to the implementation of the stops in one piece with the membranes, the process of manufacturing mechanical stops is significantly simplified and the setting process is completely eliminated, as for stops on screws or other types of fastening.

Выходная (преобразовательная) характеристика двухмембранного тензопреобразователя с упорами имеет линейный участок и область ограничения (насыщения), между которыми расположен нелинейный переходный участок, поэтому, чтобы сохранить линейную область преобразователя до исходного предельного рабочего давления выбирается полуторакратный запас прогиба дополнительной усилительной металлической мембраны, обеспечивающий исключение попадания в процессе работы в нелинейную область за счет технологического разброса изготовления упоров и процессов посадки и снятия дополнительной усилительной металлической мембраны с упоров. The output (converting) characteristic of the double-membrane strain gauge transducer with stops has a linear section and a restriction (saturation) region between which a non-linear transition section is located, therefore, in order to maintain the linear region of the converter to the initial operating pressure limit, a half-fold deflection margin of an additional reinforcing metal membrane is selected, which ensures that no in the process of work in the nonlinear region due to the technological spread of the manufacture of stops and the processes of planting and removing an additional reinforcing metal membrane from the stops.

Кроме того, так как в предлагаемом двухмембранном тензопреобразователе упоры действуют непосредственно только на толстую жесткую часть дополнительной усилительной металлической мембраны, через которую происходит ограничение прогиба тонкой рабочей части этой мембраны, то исходная картина распределения деформаций в основной металлической мембране от развивающейся силы дополнительной усилительной металлической мембраны не меняется, и, следовательно, сохраняются исходные качества и высокоточные характеристики прототипа без упоров, но повышается его стойкость к 10-кратным перегрузкам давления как со стороны приемника давления, так и со стороны тензочувствительного элемента. In addition, since in the proposed two-membrane strain gauge, the emphasis acts directly only on the thick rigid part of the additional reinforcing metal membrane, through which the deflection of the thin working part of this membrane is limited, the initial picture of the distribution of deformations in the main metal membrane from the developing force of the additional reinforcing metal membrane does not changes, and therefore, the original qualities and high-precision characteristics of the prototype are preserved without emphasis, but its resistance to 10-fold overload of pressure is increased both from the side of the pressure receiver and from the strain-sensing element.

На чертеже представлена схема двухмембранного тензопреобразователя давления с повышенной перегрузочной способностью. The drawing shows a diagram of a two-membrane pressure transducer with increased overload capacity.

Преобразователь содержит основание 1, имеющее канал подвода давления 2, основную металлическую мембрану 3, на которую высокотемпературной пайкой присоединен тензочувствительный кристалл 4 на основе "кремний на сапфире" структуры, в которой сформирована резистивная мостовая схема 5, резисторы которой расположены на тонкой рабочей части основной мембраны 6, дополнительную усилительную металлическую мембрану 7, имеющую тонкую рабочую часть 8 и толстое жесткое основание 9 шток 10, выполненный вместе за одно целое с основной мембраной 3 и имеющий соединение аргонно-дуговой сваркой 11 с дополнительной мембраной 7; две системы упоров 12 и 13, выполненных за одно целое с основной металлической мембраной 3 и дополнительной усилительной металлической мембраной 7, соответственно. Основание и две мембраны 3, 7 соединены между собой аргонно-дуговой сваркой 11. The converter contains a base 1 having a pressure supply channel 2, a main metal membrane 3, onto which a strain-sensitive crystal 4 based on a silicon-sapphire crystal is connected by high-temperature soldering, in which a resistive bridge circuit 5 is formed, the resistors of which are located on the thin working part of the main membrane 6, an additional reinforcing metal membrane 7 having a thin working part 8 and a thick rigid base 9, the rod 10, made together in one piece with the main membrane 3 and having compound argon-arc welding with an additional membrane 11 7; two stop systems 12 and 13, made in one piece with the main metal membrane 3 and the additional reinforcing metal membrane 7, respectively. The base and two membranes 3, 7 are interconnected by argon-arc welding 11.

Упоры выполнены в виде выступов над толстым жестким основанием дополнительной усилительной металлической мембраны 7 и над основанием 1 на расстояниях Н₁ и H₂, соответственно, равных величине прогиба дополнительной усилительной металлической мембраны вверх или вниз при подаче соответственно со стороны канала подвода давления 9 или со стороны тензочувствительного кристалла 5 давления, превышающего в 1,5 раза предельное рабочее давление данного преобразователя Н (1,5 Р_{раб.пред.}).The stops are made in the form of protrusions above the thick rigid base of the additional reinforcing metal membrane 7 and above the base 1 at distances H ₁ and H ₂ , respectively, equal to the deflection of the additional reinforcing metal membrane up or down when applying pressure from the pressure supply channel 9 or from the side, respectively strain-sensitive crystal 5 pressure, exceeding 1.5 times the maximum working pressure of the transducer N (1.5 R _workload ).

Для нормальной работы ограничительных упоров 12 и 13 необходима высокая точность изготовления верхней поверхности мембраны, поверхности основания и поверхностей соприкосновения упоров (непараллельность в допуске до 0,01 и высокое качество обработки поверхность) так, чтобы в сумме допуска при изготовлении и величина расстояния Н для каждого упора были равны величине прогиба мембраны при 1,5-кратном превышении рабочего давления Н (1,5 Р_{раб.пред.}).For the normal operation of the limit stops 12 and 13, high precision manufacturing of the upper membrane surface, the base surface and the contact surfaces of the stops (non-parallelism in the tolerance of up to 0.01 and high surface finish quality) is required so that the total tolerance in the manufacture and the distance value N for each emphasis were equal to the value of the deflection of the membrane with a 1.5-fold excess of the working pressure N (1.5 P _workload ).

Преобразователь работает следующим образом. При подаче нормального рабочего давления через канал подвода давления 2 в тонкой рабочей части дополнительной усилительной мембраны 8 возникают механические напряжения, приводящие к деформации мембраны, мембрана 7 прогибается, но ограничительных упоров 12 не достигает, автоматически прогиб мембраны 7 через шток 10 передается основной мембране 3, имеющей тензочувствительный кристалл 4, возникающая деформация в мембране 3 и кристалле 4 воспринимается тензорезисторами мостовой схемы 5, изменение сопротивления которых в конечном счете ведет к изменению выходного сигнала моста. Дополнительная усилительная металлическая мембрана 7 является составной частью основной мембраны 2, обеспечивая измерение малых величин давлений реальными толщинами двухслойной основной металлической мембраны 3. The converter operates as follows. When normal working pressure is supplied through the pressure supply channel 2 in the thin working part of the additional reinforcing membrane 8, mechanical stresses arise, which lead to membrane deformation, the membrane 7 bends, but does not reach the limit stops, the deflection of the membrane 7 is transmitted through the rod 10 to the main membrane 3, having a strain-sensitive crystal 4, the resulting strain in the membrane 3 and crystal 4 is perceived by the strain gauges of the bridge circuit 5, the change in resistance of which ultimately leads to changing the output signal of the bridge. An additional reinforcing metal membrane 7 is an integral part of the main membrane 2, providing the measurement of small pressure values with the real thicknesses of the two-layer main metal membrane 3.

При подаче через канал подвода давления 2 величины давления, 6oльшей, например, в 2 раза предельной рабочей тензопреобразователя происходит прогиб мембраны 7 на величину, превышающую Н₁ и мембрана 7 упирается ("садится" ) на упоры 12, ограничивающие ее дальнейший прогиб и соответственно прогиб мембраны 3 с кристаллом 4, т.е. происходит ограничение деформации и возникающих напряжений в дополнительной и основной мембранах, что воспринимается мостовой схемой 5, а следовательно, происходит ограничение выходного сигнала и, самое главное, сохранение дополнительной и основной мембран, точнее, их тонких рабочих частей от разрушения. Аналогичная работа преобразователя для давления на порядок выше предельного рабочего давления для данного преобразователя.When a pressure value is supplied through the pressure supply channel 2, 6 times, for example, 2 times the maximum working strain gauge, the membrane 7 deflects by an amount exceeding H ₁ and the membrane 7 abuts ("sits") on the stops 12, limiting its further deflection and, accordingly, deflection membranes 3 with crystal 4, i.e. there is a limitation of deformation and stresses arising in the additional and main membranes, which is perceived by the bridge circuit 5, and therefore, the output signal is limited and, most importantly, the additional and main membranes, more precisely, their thin working parts, are preserved from destruction. Similar operation of the pressure transmitter is an order of magnitude higher than the maximum working pressure for a given pressure transmitter.

При подаче давления со стороны тензочувствительного кристалла 4 величиной, большей в 2-10 раз предельного рабочего давления, происходит прогиб основной мембраной 3 с тензочувствительным кристаллом 4, далее идет прогиб дополнительной мембраны, жестко связанной через шток 10 с основной, дополнительная мембрана прогибается на величину, большую H₂, и соответственно упирается на упоры 13, т.е. ограничивается прогиб последней, и через шток, следовательно, прогиб основной мембраны, стабилизация выходного сигнала имеет место, а обе мембраны не подвержены разрушению. В эксплуатации, когда нужно лишь ограничение со стороны тензочувствительного кристалла без работы в какой-то рабочей области, варьируя допусками, можно сделать расстояние H₂ минимальным и ограничивать прогиб мембраны 5 уже при очень малых давлениях, а систему симметрично расположенных упоров сделать сплошной проточкой, что позволяет сделать ограничение выходного сигнала более резким, но оказывает влияние на температурные характеристики прибора, не существенные для работы в приведенном случае.When pressure is applied from the side of the strain-sensitive crystal 4 with a magnitude 2-10 times greater than the maximum working pressure, the main membrane 3 deflects with the strain-sensitive crystal 4, then the additional membrane is deflected, rigidly connected through the rod 10 s to the main, the additional membrane bends by large H ₂ , and accordingly rests on the stops 13, i.e. deflection of the latter is limited, and through the rod, therefore, deflection of the main membrane, stabilization of the output signal takes place, and both membranes are not subject to destruction. In operation, when only a restriction on the side of the strain-sensitive crystal is needed without working in a certain working area, by varying tolerances, it is possible to make the distance H ₂ minimum and limit the deflection of the membrane 5 even at very low pressures, and make the system of symmetrically positioned stops a continuous groove, which allows you to make the limitation of the output signal sharper, but it affects the temperature characteristics of the device, not essential for operation in the above case.

Величина прогиба дополнительной мембраны при полуторакратном запасе по предельному рабочее давлению обусловлена исключением влияния на рабочую преобразовательную характеристику процессов посадки и снятия с упоров, т.е. обеспечивает заданную высокую точность прибора на том же уровне. The magnitude of the deflection of the additional membrane at a marginal margin of one at the maximum working pressure is due to the exclusion of the influence on the working converting characteristic of the processes of landing and removal from the stops, i.e. provides the given high accuracy of the device at the same level.

Экспериментально проверено, что использование предложенных упоров позволяет двухмембранному тензопреобразователю выдерживать 5-10-кратные перегрузки о двух сторон в отличие от аналога, у которого перегрузкой является лишь атмосферное давление, т.е. приблизительно 1 кгс/см², а упоры ограничивают ход мембраны с одной стороны, и их использование возможно лишь при наличии упругого элемента с тензочувствительным кристаллом с отверстием в центре без жесткого соединения штока и упругого элемента.It has been experimentally verified that the use of the proposed stops allows the two-membrane strain gauge to withstand 5-10-fold overloads on both sides, unlike the analogue, in which the overload is only atmospheric pressure, i.e. approximately 1 kgf / cm ² , and the stops limit the course of the membrane on one side, and their use is possible only if there is an elastic element with a strain-sensitive crystal with a hole in the center without a rigid connection of the rod and the elastic element.

Технология изготовления предлагаемого прибора проще, чем у аналога, так как отпадает необходимость точной настройки в процессе сборки механических частей преобразователя и в применении тензочувствительного кристалла с отверстием в центре. The manufacturing technology of the proposed device is simpler than that of an analogue, since there is no need for precise adjustment during the assembly of the mechanical parts of the converter and in the use of a strain-sensitive crystal with a hole in the center.

Использование предложенных упоров в конструкции типа прототипа позволяет работать двухмембранному тензопреобразователю в условиях до 10-кратных перегрузок от предельного рабочего давления, сохраняя вое точностные и метрологические характеристики в рабочей области. Using the proposed stops in a prototype type design allows the dual-membrane strain gauge to operate under conditions of up to 10-fold overload from the maximum working pressure, while maintaining its accuracy and metrological characteristics in the work area.

Claims

A two-membrane pressure transducer containing a cylindrical base with a pressure supply channel, a main metal membrane, on the thin working part of which is placed a strain-sensitive element based on a silicon on sapphire structure in the form of a resistive bridge circuit, and an additional reinforcing metal membrane installed between the base and the main membrane moreover, a rod is placed in the pressure supply channel, one end of which is integral with the working part of the main membrane, and the other is rigidly connected to the thick part of the additional metal membrane, characterized in that, in order to increase reliability while maintaining linearity and converting characteristics, the membranes are made with stops symmetrically spaced around the circumference integrally with thick non-working parts, and the stops of the additional reinforcing and main metal membranes are installed respectively, above the flat part of the base and the thick part of the additional reinforcing metal membrane at a distance equal to the deflection reinforcing metal membrane at one and a half times the maximum working pressure.