161170. lajstromszámú szabadalom • Profilos fémmembránok lineáris nyomásmérés céljára piezoellenállás útján, különösen kis nyomások számára

MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS Bejelentés napja: 1969. IV. 18. (RE—466) Német Demokratikus Köztársaságbeli elsőbbsége: 1968. VIII. 15. Közzététel napja: 1972. II. 28. Megjelent: 161170 Nemzetközi osztály: G 01 1 9/06. <i> Feltaláló: Kasten Hainz oki. fizikus, Berlin, Német Demokratikus Köztársaság. Tulajdonos: Institut für Regelungstechnik, Berlin, Német Demokratikus Köztársaság Profilos fémmembránok lineáris nyomásmérés céljára piezoellenállás útján, különösen kis nyomások számára 1 A találmány tárgya profilos fémmembrán lineáris nyomásmérések céljára piezoellenállás segítségével. A méréseket akár az atmoszferikus, akár valamilyen állandó nyomáshoz viszonyítva lehet végezni. 5 Ismeretesek sík felületű fémmembránok, amelyeket nyúlásmérő bélyegekkel látnak el. Nyomással való terhelésnél a membrán felületén pozitív és negatív nyúlási tartományok alakulnak ki. Különböző nyúlásmérő bélyegeket 10 kötnek össze mindkét tartományban a membránnal és ezeket teljes- vagy félhidakká kapcsolják össze. Ezek a hídkapcsolások a nyomástól és a rákapcsolt tápfeszültségtől függő mérési feszültséget szolgáltatnak. A nyomás és a mé- 15 rőfeszültség között azonban csak kb. 10 kp/cm2 nyomástól kezdve kapható egyenes arányosság. A kisebb nyomástartományokra való méretezett membránoknál növekvő linearitás-hiba jelentkezik, minthogy a membrán növekvő rela- 20 tív torzulása következtében a hajlító feszültségre húzó feszültség szuperponálódik. Ismeretes továbbá, hogy ezen jelenségek elkerülésére kis nyomásoknál nem magukat a membránokat látják el nyomásmérő bélyegek- 25 kel, hanem ezekkel valamilyen módon összekötött tartókat. Ebben az esetben a membránok már csak erők előállítására szolgálnak, míg a nyúlássá való átalakítás az említett tartókban történik. 30 Ezeknél a berendezéseknél hátrányos a bonyolult felépítés, minthogy a membránnak egy tartóval való összekötése különleges problémákat okoz, mint például a súrlódást, amelyeket különleges intézkedésekkel kell kiküszöbölni. Továbbá, minthogy a tartót rendszerint viszonylag masszívan kell kiképezni, a mozgatáshoz szükséges nagy erők előállítására a membrán felületnek is nagynak kell lennie. Ismeretesek azonban olyan berendezések is, amelyeknél semmilyen tartót sem alkalmaznak. Ezeknél a membrán által előállított húzóerőt közvetlenül szabadon kifeszített huzalokra viszik át, amelyek piezoellenállásokként működnek. Itt viszonylag kis membrán méreteket lehet alkalmazni, de a súrlódásmentes erőátvitel a feszített huzalokra csak nehezen biztosítható és az elrendezésnél a technológiai ráfordítás nagy. A találmány szerinti megoldás célja, hogy egyszerű és robosztus profilos fémmembránokat állítsunk elő, kis szerkezeti méretekkel és különösen kis nyomások mérésénél a linearitás hibát kis értéken tartjuk, míg a mérés hatásosságát növeljük. A találmány értelmében a fémmembránokat, amelyeken központjuktól a szélükig egyenletes sorozatban koncentrikus hullámfelületek vannak kialakítva és lineáris nyomásmérésre alkalmasak, még pedig különösen kis nyomások mérésére piezoellenállások segítségével, az jel-161170