Способ метрологического самоконтроля тензорезистивного датчика давления

Приложение «Метрология», №1, 68 стр.
2020 год

Способ метрологического самоконтроля тензорезистивного датчика давления

DOI: 10.32446/0132-4713.2020-1-48-62
Авторы: В. А. Ларионов
Ключевые слова: метрологический самоконтроль, датчик давления, тензорезистивный мост, терморезистор, интеллектуальный датчик.
Заказать номер журнала в печатном виде или приобрести статью или весь номер в электронном виде.


Аннотация

Рассмотрены существующие в настоящее время способы метрологического самоконтроля измерительных датчиков температуры и давления, используемых в технологических производствах. Проанализированы способы метрологического самоконтроля тензорезистивных датчиков давления. Предложен способ метрологического самоконтроля тензорезистивного датчика давления, основанный на измерении напряжения питания и напряжения на измерительной диагонали моста. Температура тензорезистивного моста определяется с помощью полупроводникового терморезистора, установленного вблизи моста. Это позволяет корректировать изменение сопротивления моста в зависимости от изменения температуры моста. Установлено, что по изменению общего сопротивления тензорезистивного моста при его старении в результате воздействия внешних условий можно судить о погрешности датчика давления. Разработан экспериментальный образец такого датчика давления. В изготовленном образце неисправность тензорезистивного моста имитируется параллельным подключением дополнительного резистора к одному из плеч моста. Проведённые экспериментальные исследования показали, что предложенные технические средства позволяют оценить влияние изменения общего сопротивления моста на погрешность датчика.
 

Список литературы

1. Yang J. C., Clarke D. W., IEEE Transactions on Control Systems Technology, 1997, vol. 5, no. 2, pp. 239–253. DOI:10.1109/87.556028
2. Barberree D., Temperature: Its Measurement and Control in Science and Industry, USA, New York, 2003, vol. 7, pp. 1097–2001.
3. Eryurek E. S., Esboldt G., Rome, US Patent no. 6,434,504 B1 (13 August 2002).
4. Declan J., Aurik A., Claire E., Measurement Science and Technology, 2018, vol. 29, no. 10. DOI: 10.1088/1361–6501/aad8a8
5. Mokdad S., Failleau G., Deuzé T., International Journal of Thermophysics, 2015, vol. 36, no. 8, pp. 1895–1908. DOI:10.1007/s10765–015–1891–6
6. Бакшеева Ю. В., Сапожникова К. В., Тайманов Р. Е. Резистивные датчики температуры с метрологическим самоконтролем // Датчики и системы. 2011. № 4. С. 62–70.
7. Ilić D., Butorac J., Ferković L., Measurement, 2008, vol. 41, no. 3, pp. 294−299. DOI:10.1016/j.measurement.2006.11.007
8. Ларионов В. А. Резистивный датчик температуры с метрологическим самоконтролем // Датчики и системы. 2015. № 9–10. С. 76–78.
9. Edler F., Seefeld P., Measurement Science and Technology, 2015, vol. 26, no. 1. DOI: 10.1088/0957–0233/26/1/015102
10. Feng Z., Wang Q., Shida K., IEEE Sensors Journal, 2009, vol. 9, no. 3, pp. 207–218. DOI: 10.1109/JSEN.2008.2011949
11. Бушуев О. Ю., Семёнов А. С., Чернявский А. О. Исследование динамической характеристики тензопреобразователя давления с целью диагностики его состояния // Датчики и системы. 2011. № 4 . С. 21–24.
12. Бушуев О. Ю. Анализ возможных неисправностей, источников погрешности и выхода из строя тензопреобразователя давления // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Сер. Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника. 2013. № 4. С. 118–122.
13. Bushuev O., Proceedings of XXI IMEKO World Congress “Measurement in Research and Industry”, Czech Republic, September 1–4, 2015. Prague.
14. Пат. № 2304762 РФ / В. И. Садовников, А. Н. Кононов, А. Я. Аникин, В. А. Ларионов, А. Л. Шестаков. // Изобретения. Полезные модели. 2007. № 23.
15. Белозубов Е. М., Васильев В. А., Чернов П. С. Метрологический самоконтроль в интеллектуальных датчиках для информационно-измерительных и управляющих систем // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения. 2016. Т. 16. № 4. С. 95–98.
16. Белозубов Е. М., Васильев В. А., Чернов П. С. Метрологический самоконтроль интеллектуальных датчиков измерительных и управляющих систем // Измерительная техника. 2018. № 7. С. 11–17. DOI: 10.32446/0368–1025it.2018–7–11–1

Method of metrological self-checking of a strain gauge pressure sensor

DOI: 10.32446/0132-4713.2020-1-48-62
Аuthors: Vladimir A. Larionov
Keywords: metrological self-checking, pressure sensor, strain gage bridge, thermistor, smart sensor

Annotation

Existing methods of metrological self-monitoring of measuring sensors for temperature and pressure of technological industries are considered. The analysis of methods of metrological self-checking of strain gauge pressure sensors is carried out. Method is proposed based on measuring the supply voltage and voltage on the measuring diagonal of the bridge. The temperature of the strain gauge bridge is determined using a semiconductor thermistor installed near the bridge. This allows you to adjust the measured value of the total resistance of the bridge from the temperature of the bridge. With aging and exposure to external conditions, a change in the overall resistance of the bridge can be used to judge the error of the sensor. An experimental sample of the sensor was made. The failure of the strain gage bridge is simulated by parallel connection of an additional resistor to one of the shoulders of the bridge. Experimental studies have shown that modern technical means make it possible to assess the effect of changes in the total bridge resistance on the sensor error.
 



Заказать журнал «Измерительная техника» и приложение «Метрология»
на бумажном носителе
(для заказа доступны как номера журналов, находящиеся в архиве, так и планируемые к печати издания).

Журнал «Измерительная техника»

Приложение «Метрология»

Наши контакты

Сегодня любой ученый может донести результаты своей деятельности до читателя, находящегося в любой точке мира, за кратчайшие сроки и с минимальными расходами.

  • Адрес: 119361 Москва, ул. Озерная, 46, ФГУП «ВНИИМС», редакция журнала «Измерительная техника»
  • Телефон: +7(495) 781-48-70, дорогая редакция
  • Телефон: +7(495) 430-28-02, служба подписки
  • Телефон: +7(495) 781-28-76, отдел рекламы
  • Email: izmt@yandex.ru
  • Website: www.izmt.ru

Как к нам проехать:
м. Юго-западная, выход из последнего вагона из центра и направо. Далее автобусами 720, 718 или 752 до остановки «14 автобусный парк». Сразу за остановкой будет высокое 22-х этажное здание. Это и есть ул. Озерная д.46