Манометры сопротивления

Рис. Манометр сопротивления

Манометры сопротивления применяются для измерения высоких давлений в диапазоне от 250 до 1600 МПа. Чувствительным элементом в данном приборе является катушка из манганиновой проволоки 3, намотанная на двух проводниках 2, являющихся выводными проводниками, сопротивление которой R меняется под действием измеряемого давления P, которое подается через камеру 5. Катушка помещена в корпус 4, закрытый крышкой 1. Зависимость приращения электрического сопротивления от давления имеет вид:

R = k · R · P.

Предельная допустимая основная погрешность составляет ±1%.

Манометры с тензопреобразователями (приборы типа "Сапфир")

Рис. Схема тензорезисторного преобразователя

Чувствительным элементом (рис.) является металлическая мембрана (выделена красным цветом), с которой прочно соединена пластина из монокристаллического сапфира (синий цвет) с кремневыми пленочными тензорезисторами (фиолетовый цвет). Тензорезисторы - очень тонкие и узкие ленты из легированного полупроводника кремния, напыленные или выращенные на внешней поверхности сапфировой мембраны. Своей длиной ленты ориентированы вдоль деформирующего усилия. У т ензорезиcторов электрическое сопротивление при растяжении увеличивается, при сжатии – уменьшается (, где – удельное сопротивление, l и S – длина и площадь поперечного сечения ленты).

Рис. Измерительная схема. ВП – вторичный прибор

Рассмотрим простейшую измерительную схему (рис.). На поверхности мембраны тензорезисторы располагают таким образом, чтобы при деформации мембраны сопротивление двух из них увеличилось и двух уменьшилось (обычно на поверхности расположено больше резисторов, но для простоты поясненияизображено четыре). Тензорезисторы включаются в схему неуравновешенного моста, питаемого постоянным током Iп. Тензорезисторы с одинаковым характером изменения сопротивления включены в противоположные плечи.

Выходное напряжение моста U_вых пропорционально его разбалансу, т.е. прогибу мембраны, а следовательно, и значению изменяемого давления. Разница U этого напряжения и напряжения обратной связи U_ос, снимаемого с синего участка сопротивления обратной связи R_ос: U = (U_вых - U_ос) поступает на вход усилителя, который усиливает его и преобразует в унифицированный выходной ток.

Поиск по сайту: