RU2396528C1

RU2396528C1 - Pressure measuring device

Info

Publication number: RU2396528C1
Application number: RU2009116305/28A
Authority: RU
Inventors: Владимир Андреевич Коровин (RU); Владимир Андреевич Коровин; Константин Владимирович Коровин (RU); Константин Владимирович Коровин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Резонанс"
Priority date: 2009-04-28
Filing date: 2009-04-28
Publication date: 2010-08-10

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: pressure measuring device has an elastic device made in form of one component made from a metal alloy with given elastic properties or in form of metal components made from the same alloy connected to each other and an electronic device connected to the said elastic device which generates tensoresistor power signals and amplifies signals from a tensoresistor bridge or half-bridge. Pressure is measured by detecting change in ohmic resistance of the metallic elastic device, whose separate elements or components work as tensoresistors. By combining power and measurement functions using the elastic device, the no need to attach or sputter tensoresistors to another elastic device is eliminated.

EFFECT: increased resistance to effect of thermal shocks and short-term pressure overloading, reduced creep, hysteresis and zero drift, increased linearity and service life of the pressure measuring device.

7 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления жидких и газообразных сред.The invention relates to measuring technique and can be used to measure the pressure of liquid and gaseous media.

Известен тензорезисторный датчик давления, содержащий корпус, размещенный в нем упругий элемент, выполненный в виде мембраны или полого цилиндра с герметично закрытым концом, свободный торец которого снабжен подводящим штуцером, тензорезисторы, прикрепленные (приклеенные) через изолирующие прокладки к поверхности упругого элемента, и электронное устройство, содержащее тензометрический усилитель и источник питания тензорезисторов [1], [2], [3].Known strain gauge pressure sensor containing a housing, an elastic element placed in it, made in the form of a membrane or a hollow cylinder with a hermetically sealed end, the free end of which is equipped with a supply fitting, strain gauges attached (glued) through an insulating strip to the surface of the elastic element, and an electronic device containing a strain gauge amplifier and a power source for strain gauges [1], [2], [3].

Недостатки этих устройств обусловлены применением в них клеевого соединения тензорезисторов с упругим элементом. Как известно, качество клеевого соединения является одним из решающих факторов, определяющих поведение наклеенных тензорезисторов в датчиках давления и их свойства. «Ползучесть», линейность, гистерезис, «дрейф нуля» и срок службы устройства для измерения давления в значительной степени определяются качеством клеевого соединения тензорезисторов с упругим элементом (Шушкевич В.А. Основы тензометрии. - Минск: Высшая школа, 1975, стр.46).The disadvantages of these devices are due to the use in them of adhesive bonding of strain gauges with an elastic element. As is known, the quality of the adhesive joint is one of the decisive factors determining the behavior of glued strain gages in pressure sensors and their properties. “Creep”, linearity, hysteresis, “zero drift” and the life of the device for measuring pressure are largely determined by the quality of the adhesive connection of strain gauges with an elastic element (Shushkevich V.A. Fundamentals of strain measurement. - Minsk: Vysshaya Shkola, 1975, p. 46 )

Известные устройства обладают также пониженной стойкостью к воздействию термоударов, что обусловлено различными температурными коэффициентами расширения материалов упругого элемента и изоляторов тензорезисторов. Неоднородность структуры «упругий элемент - изолятор - тензорезистор» и возможность ее расслоения приводит также к пониженной устойчивости к воздействию кратковременных перегрузок по давлению.Known devices also have reduced resistance to thermal shock, which is due to various temperature coefficients of expansion of the materials of the elastic element and the insulators of strain gauges. The heterogeneity of the "elastic element - insulator - strain gauge" structure and the possibility of its delamination also leads to reduced resistance to short-term pressure overloads.

Техническими результатами, на достижение которых направлено заявленное изобретение, является уменьшение «ползучести», гистерезиса и «дрейфа нуля», а также повышение устойчивости к воздействию термоударов и кратковременных перегрузок по давлению, линейности и срока службы устройства.The technical results to which the claimed invention is directed are to reduce “creep”, hysteresis and “zero drift”, as well as to increase resistance to thermal shock and short-term pressure overloads, linearity and device service life.

В устройстве для измерения давления, содержащем упругое устройство, снабженное подводящим штуцером и выполненное в виде одной детали из металлического сплава с заданными свойствам упругости или в виде соединенных между собой деталей из этого сплава, и электронное устройство, выполненное с возможностью формирования сигналов питания тензорезисторов и усиления сигналов с этих тензорезисторов, указанные технические результаты достигаются за счет того, что выводы электронного устройства, предназначенные для питания тензорезисторов, и вход усилителя подключены непосредственно к упругому устройству, которое выполнено с возможностью изменения омического сопротивления, по меньшей мере, одного его элемента, составной части или детали под воздействием измеряемого давления.In a device for measuring pressure, containing an elastic device equipped with a supply fitting and made in the form of a single part of a metal alloy with specified elastic properties or in the form of interconnected parts of this alloy, and an electronic device configured to generate power signals of strain gauges and amplification signals from these strain gauges, the indicated technical results are achieved due to the fact that the conclusions of the electronic device designed to power the strain gauges, and One amplifier is connected directly to an elastic device, which is configured to change the ohmic resistance of at least one element, component, or part under the influence of the measured pressure.

Кроме того, для достижения этих технических результатов, в частности:In addition, to achieve these technical results, in particular:

- упругое устройство содержит элементы, составные части или детали, которые подвергаются деформациям растяжения или сжатия под воздействием измеряемого давления и соединены в электрический мост или полумост;- the elastic device contains elements, components or parts that are subjected to tensile or compression deformations under the influence of the measured pressure and connected to an electric bridge or half bridge;

- электронное устройство содержит входной трансформатор, выполненный с возможностью повышения уровня сигнала с тензорезисторов;- the electronic device contains an input transformer, configured to increase the signal level from the strain gauges;

- электронное устройство дополнительно содержит датчик температуры и соединенный с ним микроконтроллер, выполненный с возможностью осуществления температурной компенсации выходного сигнала устройства;- the electronic device further comprises a temperature sensor and a microcontroller connected to it, configured to effect temperature compensation of the output signal of the device;

- электронное устройство выполнено с возможностью формирования разнополярных одиночных или периодических импульсов питания тензорезисторов с использованием трансформатора тока;- the electronic device is configured to generate bipolar single or periodic power pulses of the strain gauges using a current transformer;

- электронное устройство выполнено с возможностью передачи данных во внешнее устройство по протоколу LIN (Local Interconnect Network), J1850 (SAE), CAN (Controller Area Network), CarLink, VAN, A-bus, RS-232C, RS-485, «токовая петля», MIDI, MicroLAN, Wi-Fi, Zig-Bee, Bluetooth, GSM или CDMA, или любой их комбинации.- the electronic device is capable of transmitting data to an external device via LIN (Local Interconnect Network), J1850 (SAE), CAN (Controller Area Network), CarLink, VAN, A-bus, RS-232C, RS-485, "current loop ”, MIDI, MicroLAN, Wi-Fi, Zig-Bee, Bluetooth, GSM or CDMA, or any combination thereof.

Благодаря этим отличительным признакам измерение давления осуществляется путем выявления изменения омического сопротивления самого упругого устройства, воспринимающего измеряемое давление и выполняющего одновременно силовые и измерительные функции. При этом исключается приклейка или напыление тензорезисторов на упругое устройство, что и обеспечивает достижение указанных технических результатов - уменьшение «ползучести», гистерезиса и «дрейфа нуля», а также повышение устойчивости к воздействию термоударов и кратковременных перегрузок по давлению, линейности и срока службы устройства.Thanks to these distinguishing features, pressure measurement is carried out by detecting changes in the ohmic resistance of the elastic device itself, which receives the measured pressure and simultaneously performs power and measurement functions. At the same time, gluing or spraying of strain gages on an elastic device is eliminated, which ensures the achievement of the indicated technical results - reduction of “creep”, hysteresis and “zero drift”, as well as increased resistance to thermal shock and short-term pressure overloads, linearity and device service life.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства для измерения давления с упругим устройством, реализующим полный тензометрический мост. На фиг.2 - вариант исполнения упругого устройства, также реализующего полный мост, а на фиг.3 - реализующего полумост. На фиг.4 показана временная диаграмма, поясняющая работу устройства.Figure 1 shows a functional diagram of a device for measuring pressure with an elastic device that implements a full strain gauge bridge. In Fig.2 is an embodiment of an elastic device that also implements a full bridge, and in Fig.3 - implements a half-bridge. Figure 4 shows a timing chart explaining the operation of the device.

Устройство для измерения давления содержит упругое устройство 1, воспринимающее измеряемое давление и выполненное из металлического сплава с заданными свойствами упругости (например, сплава 36НХТЮ), и электронное устройство 2.The pressure measuring device comprises an elastic device 1 that senses the measured pressure and is made of a metal alloy with predetermined elastic properties (for example, 36НХТЮ alloy), and an electronic device 2.

Упругое устройство 1 выполнено в виде одной детали из сплошного металла или в виде деталей из этого же металла (сплава), соединенных между собой сваркой, запрессовкой, пайкой и т.п. без применения изоляторов. Его основу может составлять полый цилиндр с герметично закрытым концом, как это показано на фиг.1-3, либо мембрана.The elastic device 1 is made in the form of a single piece of solid metal or in the form of parts of the same metal (alloy), interconnected by welding, pressing, soldering, etc. without the use of insulators. Its base can be a hollow cylinder with a hermetically sealed end, as shown in figures 1-3, or a membrane.

Конфигурация упругого устройства выбрана таким образом, что у него имеются элементы, детали или составные части, которые подвергаются деформациям растяжения (элементы, детали или составные части А) или сжатия (элементы, детали или составные части Б) под воздействием измеряемого давления Р. Эти элементы (детали, составные части) соединены в электрический мост (фиг.1, фиг.2) или полумост (фиг.3) и изменяют свое сопротивление под воздействием напряжений растяжения/сжатия, одновременно выполняя функции как упругих элементов, воспринимающих, по меньшей мере, частично измеряемое давление Р, так и тензорезисторов. Отдельные элементы (детали, составные части) упругого устройства 1 могут не воспринимать нагрузок и использоваться в качестве компенсационных тензорезисторов.The configuration of the elastic device is chosen in such a way that it has elements, parts or components that undergo tensile deformation (elements, parts or components A) or compression (elements, parts or components B) under the influence of the measured pressure P. These elements (parts, components) are connected to an electric bridge (Fig. 1, Fig. 2) or a half-bridge (Fig. 3) and change their resistance under the action of tensile / compressive stresses, while simultaneously serving as elastic elements, perceiving at least partially measured pressure P, and strain gauges. Separate elements (parts, components) of the elastic device 1 may not perceive loads and be used as compensation strain gages.

Ввиду низкого электрического сопротивления образованного ими тензометрического моста или полумоста (порядка десятков мкОм) его питание осуществляется преимущественно в импульсном режиме с использованием трансформатора тока 3. Выходное электрическое сопротивление такого тензомоста также имеет малую величину. Поэтому съем электрического сигнала с него целесообразно осуществлять с помощью трансформатора 4, обеспечивающего повышение уровня выходного напряжения тензомоста (фиг.1).Due to the low electrical resistance of the tensometric bridge or half-bridge formed by them (of the order of tens of μOhm), its power supply is carried out mainly in a pulsed mode using a current transformer 3. The output electrical resistance of such a strain bridge is also small. Therefore, it is advisable to remove the electric signal from it using a transformer 4, which provides an increase in the level of the output voltage of the strain bridge (Fig. 1).

Электронное устройство 2 может быть реализовано на основе микроконтроллера 5 со встроенным аналого-цифровым преобразователем (АЦП). При необходимости между выходом трансформатора 4 и входом микроконтроллера 5 может быть установлен дополнительный усилитель/фильтр 6.The electronic device 2 can be implemented on the basis of a microcontroller 5 with a built-in analog-to-digital converter (ADC). If necessary, between the output of the transformer 4 and the input of the microcontroller 5, an additional amplifier / filter 6 can be installed.

Микроконтроллер 5 с периодом Т поочередно формирует на своих выходах сигналы управления буферными усилителями/драйверами 7 и 8, обеспечивая с помощью трансформатора тока 3 разнополярные импульсы тока питания тензомоста (упругого элемента 1) повышенной величины, например 10 А. В результате этого на выходе тензомоста и соответственно на выходе усилителя 6 формируются разнополярные импульсы напряжения (фиг.4). Микроконтроллер 5 может формировать также не одиночные разнополярные, а периодические импульсы питания тензомоста, что приводит к повышению помехоустойчивости, точности и быстродействия измерения давления при одновременном увеличении потребляемого тока.The microcontroller 5 with a period of T alternately generates control signals at the outputs of the buffer amplifiers / drivers 7 and 8, providing, using a current transformer 3, high-voltage impulse current supply voltage (elastic element 1) of increased magnitude, for example 10 A. As a result, the output of the strain bridge and accordingly, at the output of amplifier 6, bi-polar voltage pulses are formed (Fig. 4). The microcontroller 5 can also generate not single, multipolar, but periodic tensor bridge power pulses, which leads to increased noise immunity, accuracy and speed of pressure measurement while increasing the current consumption.

Устройство с целью повышения точности измерения давления может содержать датчик температуры 9, подключенный к дополнительному входу микроконтроллера 5. В этом случае микроконтроллер 5 программно реализует известный алгоритм температурной компенсации напряжения смещений нуля и изменения чувствительности устройства в целом вследствие температурных изменений характеристик сплава, из которого изготовлено упругое устройство 1 (тензомост), а также трансформаторов 3 и 4 и усилителя 6.In order to increase the accuracy of pressure measurement, the device may include a temperature sensor 9 connected to an additional input of the microcontroller 5. In this case, the microcontroller 5 implements a known algorithm for temperature compensation of the voltage of zero offsets and changes in the sensitivity of the device as a whole due to temperature changes in the characteristics of the alloy from which the elastic device 1 (strain bridge), as well as transformers 3 and 4 and amplifier 6.

В устройстве в зависимости от исполнения выходного устройства (трансивера/драйвера) 10 может формироваться выходной сигнал в виде напряжения (например, 0,5-4,5 В), тока (4-20 мА) или в цифровой форме. В последнем случае трансивер/драйвер 10 совместно с микроконтроллером 5 реализуют передачу данных во внешнее устройство по проводному интерфейсу LIN (Local Interconnect Network), J1850 (SAE), CAN (Controller Area Network), CarLink, VAN, A-bus, RS-232C, RS-485, «токовая петля», MIDI, MicroLAN, no беспроводному интерфейсу Wi-Fi, Zig-Bee, Bluetooth, GSM, CDMA или любой их комбинации.Depending on the design of the output device (transceiver / driver) 10, an output signal can be generated in the device in the form of voltage (for example, 0.5-4.5 V), current (4-20 mA), or in digital form. In the latter case, the transceiver / driver 10, together with the microcontroller 5, implement data transfer to an external device via a wired interface LIN (Local Interconnect Network), J1850 (SAE), CAN (Controller Area Network), CarLink, VAN, A-bus, RS-232C , RS-485, "current loop", MIDI, MicroLAN, no wireless interface Wi-Fi, Zig-Bee, Bluetooth, GSM, CDMA or any combination thereof.

Трансивер/драйвер 10, используемый для реализации любого из указанных интерфейсов, может быть выполнен на основе соответствующей интегральной микросхемы, реализующей на физическом уровне проводную или беспроводную передачу данных, контрольной суммы или бита четности и т.д., а также проводной или беспроводной прием сигналов запроса передачи данных, адреса устройства, сигналов подтверждения приема и т.п.The transceiver / driver 10 used to implement any of these interfaces can be performed on the basis of an appropriate integrated circuit that implements wired or wireless data transmission at the physical level, checksum or parity bit, etc., as well as wired or wireless signal reception data transfer request, device address, acknowledgment signals, etc.

Примерами таких микросхем являются: МАХ5661 компании Maxim Integrated Products, предназначенная для формирования сигналов в аналоговых каналах передачи данных (0,5-4,5 В или 4-20 мА), микросхема МАХ845 для реализации интерфейса RS-485/RS-422, микросхемы CAN-интерфейса TJA1043T / TJA1042T / TJA1051T, МСР2510 и MCP2515, драйвер шины LIN типа МСР201, микросхемы драйвера МАХ3243, МАХ3250 интерфейса RS-232, трансивер USB3250 интерфейса USB 2.0, микросхема приемопередатчика СС2520 беспроводного интерфейса Zig-Bee и т.д.Examples of such microcircuits are: Maxim Integrated Products company MAX5661, designed to generate signals in analog data transmission channels (0.5-4.5 V or 4-20 mA), MAX845 chip for implementing the RS-485 / RS-422 interface, microcircuits CAN interface TJA1043T / TJA1042T / TJA1051T, MCP2510 and MCP2515, LIN bus driver type MCP201, MAX driver chips MAX3243, MAX3250 RS-232 interface, USB3250 transceiver USB 2.0 interface, transceiver chip CC2520 wireless Zig-Bee interface, etc.

В устройстве может быть реализовано одновременно несколько из указанных различных интерфейсов в любой их комбинации. Например, устройство может одновременно иметь токовый выход 4-20 мА и CAN интерфейс. В этом случае трансивер/драйвер 10 одновременно содержит, например, микросхемы МАХ5661 и TJA1043T. Аналогичным образом при предъявлении к устройству требований о наличии в нем других интерфейсов это требование выполняется путем выбора и установки соответствующих микросхем.The device may be implemented simultaneously several of these various interfaces in any combination thereof. For example, a device can simultaneously have a 4-20 mA current output and a CAN interface. In this case, the transceiver / driver 10 simultaneously contains, for example, the MAX5661 and TJA1043T chips. Similarly, when the device is required to have other interfaces in it, this requirement is fulfilled by selecting and installing the appropriate microcircuits.

Соединение микросхемы (или микросхем) трансивера/драйвера 10 с микроконтроллером 5 осуществляется по шине SPI, I2C. Если используются одновременно несколько микросхем, то при обмене информации между ними и микроконтроллером 5 используются аппаратные средства задания их адреса, имеющиеся в этих микросхемах.The connection of the microcircuit (or microcircuits) of the transceiver / driver 10 with the microcontroller 5 is carried out via the SPI, I2C bus. If several microcircuits are used at the same time, then when exchanging information between them and the microcontroller 5, hardware is used to set their addresses that are available in these microcircuits.

В случае применения беспроводного радиоинтерфейса Wi-Fi, Zig-Bee, Bluetooth, GSM или CDMA в состав устройства входит антенна, которая может иметь SMD исполнение (например, керамическая антенна) и устанавливаться на печатной плате устройства. Может также использоваться внешняя антенна, подключаемая к устройству посредством коаксиального кабеля.In the case of using the Wi-Fi, Zig-Bee, Bluetooth, GSM, or CDMA wireless radio interface, the device includes an antenna that can have an SMD design (for example, a ceramic antenna) and can be installed on the device’s circuit board. An external antenna connected to the device via a coaxial cable can also be used.

Необходимый протокол обмена данными по проводному или беспроводному интерфейсу реализуется программно микроконтроллером 5. Такие протоколы для всех видов указанных проводных или беспроводных последовательных интерфейсов описаны в государственных и международных стандартах и дополнительных пояснений не требуют.The necessary protocol for the exchange of data via a wired or wireless interface is implemented programmatically by the microcontroller 5. Such protocols for all types of these wired or wireless serial interfaces are described in national and international standards and do not require additional explanations.

Если элементы (детали, составные части) упругого устройства 1 образуют не полный мост, а полумост (фиг.3), то недостающие элементы моста реализуются при помощи резисторов 12, 13.If the elements (parts, components) of the elastic device 1 do not form a full bridge, but a half-bridge (Fig. 3), then the missing bridge elements are implemented using resistors 12, 13.

Электронное устройство 2 в общем случае имеет элементы балансировки тензомоста. Реализация балансировки осуществляется известными методами и на чертежах условно не показана.The electronic device 2 generally has elements for balancing the strain gage. The implementation of balancing is carried out by known methods and is not conventionally shown in the drawings.

При работе описываемого устройства в исходном состоянии (в момент времени to) выходной ток трансформатора 3 отсутствует, выходное напряжение сбалансированного тензомоста равно нулю, а на выходе усилителя 6 присутствует предварительно установленное напряжение смещения Uo (фиг.4).When the described device is in the initial state (at time to), the output current of the transformer 3 is absent, the output voltage of the balanced strain bridge is zero, and at the output of the amplifier 6 there is a preset bias voltage Uo (Fig. 4).

Микроконтроллер 5, работая по программе, с помощью буферных усилителей/драйверов 7 и 8 и трансформатора тока 3 формирует импульс тока питания тензомоста положительной полярности и в момент времени t1 с помощью встроенного АЦП осуществляет измерение уровня сигнала U1 (фиг.4). Затем аналогичным образом формируется импульс тока отрицательной полярности, и в момент времени t2 осуществляется измерение уровня сигнала U2.The microcontroller 5, working according to the program, with the help of buffer amplifiers / drivers 7 and 8 and a current transformer 3 generates a current pulse of a tensor bridge of positive polarity and, at time t1, measures the signal level U1 using the built-in ADC (Fig. 4). Then, a current pulse of negative polarity is formed in a similar manner, and at the time t2, the signal level U2 is measured.

Выходной сигнал устройства не зависит от напряжения смещения Uo и определяется разностьюThe output signal of the device is independent of the bias voltage Uo and is determined by the difference

Uвых=К(U1-U2),Uout = K (U1-U2),

где К - постоянный коэффициент.where K is a constant coefficient.

При отсутствии измеряемого давления тензомост сбалансирован, U1=U2=Uo, a Uвых=0.In the absence of a measured pressure, the strain gage is balanced, U1 = U2 = Uo, and Uout = 0.

Жидкая или газообразная среда с давлением Р, подлежащим измерению, через приемный штуцер 11 поступает в герметичную полость упругого элемента 1 и воздействует на его элементы (детали, составные части) А и Б, испытывающие соответственно деформации растяжения или сжатия (фиг.1-3). В результате этого происходит изменение длины и площади поперечного сечения элементов (деталей, составных частей) А и Б упругого устройства 1. Это приводит к изменению их омического сопротивления и к разбалансировке образованного ими тензомоста пропорционально приложенному давлению.A liquid or gaseous medium with a pressure P to be measured, through the receiving nozzle 11 enters the sealed cavity of the elastic element 1 and acts on its elements (parts, components) A and B, respectively, experiencing tensile or compression strains (Figs. 1-3) . As a result of this, a change in the length and cross-sectional area of the elements (parts, components) A and B of the elastic device 1. This leads to a change in their ohmic resistance and to the imbalance of the strain bridge formed by them in proportion to the applied pressure.

Импульсы напряжения с выхода тензомоста усиливаются с помощью трансформатора 4 и усилителя 6 и поступают на вход АЦП микроконтроллера 5 (фиг.1). Далее микроконтроллер 5 формирует выходной сигнал устройства Uвых с использованием приведенной формулы.The voltage pulses from the output of the strain bridge are amplified using a transformer 4 and an amplifier 6 and are fed to the input of the ADC of the microcontroller 5 (Fig. 1). Next, the microcontroller 5 generates the output signal of the device Uout using the above formula.

Если упругий элемент 1 реализует полумост (фиг.3) или одиночный тензорезистор (с реализацией компенсирующего тензорезистора в виде ненагруженного элемента), то в качестве недостающих плеч моста используются резисторы 12, 13. Применение трансформатора напряжения в этом случае, как правило, нецелесообразно.If the elastic element 1 implements a half-bridge (Fig. 3) or a single strain gauge (with the implementation of a compensating strain gauge in the form of an unloaded element), then resistors 12, 13 are used as the missing shoulders of the bridge. The use of a voltage transformer in this case is usually impractical.

При необходимости микроконтроллер 5 осуществляет температурную компенсацию выходного сигнала, осуществляя вычисления по формулеIf necessary, the microcontroller 5 performs temperature compensation of the output signal, performing calculations according to the formula

Uвых=К(t)[U1-U2+A(t)],Uout = K (t) [U1-U2 + A (t)],

где К(t) и A(t) - коэффициенты, зависящие от температуры t (от выходного сигнала датчика 9) и обеспечивающие компенсацию мультипликативной и аддитивной погрешности измерения давления F.where K (t) and A (t) are coefficients depending on the temperature t (on the output signal of the sensor 9) and providing compensation for the multiplicative and additive error of pressure measurement F.

Функциональные зависимости К(t) и A(t) определяются экспериментальным или расчетным путем и предварительно записываются в память микроконтроллера 5.The functional dependencies K (t) and A (t) are determined experimentally or by calculation and are previously recorded in the memory of the microcontroller 5.

С помощью микроконтроллера 5 в случае необходимости осуществляется также сглаживание пульсаций давления либо выделение динамической составляющей измеряемого давления, а также и лианеризация передаточной характеристики устройства.Using the microcontroller 5, if necessary, the pressure pulsations are also smoothed out or the dynamic component of the measured pressure is released, as well as the lanerization of the transfer characteristic of the device.

В данном описании схематично приведены лишь частные варианты реализации предложенного устройства для измерения давления. Изобретение охватывает другие возможные варианты его исполнения и их эквиваленты без отступления от сущности изобретения, изложенной в его формуле.In this description, only particular embodiments of the proposed device for measuring pressure are schematically shown. The invention covers other possible variants of its execution and their equivalents without deviating from the essence of the invention set forth in its formula.

Источники информацииInformation sources

1. RU 2227277 C2, G01L 9/04, 20.04.2004.1. RU 2227277 C2, G01L 9/04, 04/20/2004.

2. RU 2095772 C1, G01L 9/04, 10.11.1997.2. RU 2095772 C1, G01L 9/04, 11/10/1997.

3. RU 2082129 С1, G01L 9/04, 20.06.1997.3. RU 2082129 C1, G01L 9/04, 06/20/1997.

Claims

1. Устройство для измерения давления, содержащее упругое устройство, выполненное в виде одной детали или соединенных между собой деталей из металлического сплава, и электронное устройство, выполненное с возможностью формирования сигналов питания, по меньшей мере, одного тензорезистора и усиления сигналов, по меньшей мере, с одного тензорезистора, отличающееся тем, что выводы электронного устройства, предназначенные для питания, по меньшей мере, одного тензорезистора и для приема сигналов, по меньшей мере, с одного тензорезистора, подключены непосредственно к упругому устройству, которое выполнено с возможностью изменения омического сопротивления, по меньшей мере, одного его элемента или составной части, или детали под воздействием измеряемого давления.1. A device for measuring pressure, containing an elastic device made in the form of one part or interconnected parts of a metal alloy, and an electronic device configured to generate power signals of at least one strain gauge and amplify the signals of at least from one strain gauge, characterized in that the conclusions of the electronic device designed to power at least one strain gauge and for receiving signals from at least one strain gauge, connect directly to the elastic device, which is configured to change the ohmic resistance of at least one of its element or component, or part under the influence of the measured pressure.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упругое устройство содержит элементы или составные части, или детали, которые подвергаются деформациям растяжения или сжатия под воздействием измеряемого давления и соединены в электрический мост или полумост.2. The device according to claim 1, characterized in that the elastic device contains elements or components, or parts, which are subjected to tensile or compression strains under the influence of the measured pressure and connected to an electric bridge or half-bridge.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что электронное устройство выполнено с возможностью формирования разнополярных одиночных или периодических импульсов питания тензорезисторов с использованием выходного трансформатора.3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the electronic device is configured to generate bipolar single or periodic power pulses of the strain gauges using an output transformer.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что выходной трансформатор выполнен в виде трансформатора тока.4. The device according to claim 3, characterized in that the output transformer is made in the form of a current transformer.

5. Устройство по одному из пп.1, 2 или 4, отличающееся тем, что электронное устройство содержит входной трансформатор, который выполнен с возможностью повышения уровня сигнала с тензорезисторов.5. The device according to one of claims 1, 2 or 4, characterized in that the electronic device comprises an input transformer, which is configured to increase the signal level from the strain gauges.

6. Устройство по одному из пп.1, 2 или 4, отличающееся тем, что электронное устройство дополнительно содержит датчик температуры и соединенный ним микроконтроллер, выполненный с возможностью осуществления температурной компенсации выходного сигнала устройства.6. The device according to one of claims 1, 2 or 4, characterized in that the electronic device further comprises a temperature sensor and a microcontroller connected to it, configured to effect temperature compensation of the output signal of the device.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что электронное устройство дополнительно содержит соединенный с микроконтроллером трансивер или драйвер последовательного проводного или беспроводного интерфейса LIN (Local Interconnect Network), или J1850 (SAE), или CAN (Controller Area Network), или CarLink, или VAN, или А-bus, или RS-232C, или RS-485, или «токовая петля», или MIDI, или MicroLAN, или Wi-Fi, или Zig-Bee, или Bluetooth, или GSM, или CDMA, или любой их комбинации. 7. The device according to claim 6, characterized in that the electronic device further comprises a transceiver connected to the microcontroller or a driver for a serial wired or wireless interface LIN (Local Interconnect Network), or J1850 (SAE), or CAN (Controller Area Network), or CarLink or VAN, or A-bus, or RS-232C, or RS-485, or “current loop”, or MIDI, or MicroLAN, or Wi-Fi, or Zig-Bee, or Bluetooth, or GSM, or CDMA, or any combination thereof.