[發明專利]用于測量物理量的測量裝置

在審

• 申請號: 201310757336.8
• 申請日: 2013-11-21
• 公開（公告）號: CN103837271A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: R·茲維澤;S·伯韋爾林;S·格倫胡伊岑;W·克萊森
• 申請（專利權）人: 森薩塔科技公司
• 主分類號: G01L1/18
• 分類號: G01L1/18
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 曹珂瓊

1.一種用于測量物理量的測量裝置(100)，該測量裝置包括：

-圓形感測結構(102)，該圓形感測結構具有膜片區段(102A)，該膜片區段通過作用在所述圓形感測結構(102)的作用力變化而偏轉；以及，

-附接至所述膜片區段的第一應變計和第二應變計，所述第一應變計構造用于測量所述膜片區段的第一表面區域中的應變，而所述第二應變計構造用于測量所述膜片區段的第二表面區域中的應變，作用在所述圓形感測結構上的作用力增加導致由所述第一應變計測量的所述第一表面區域收縮并導致由所述第二應變計測量的所述第二表面區域拉伸，其特征在于，所述第一應變計(103)測量所述膜片區段中的徑向應變，而所述第二應變計(104)測量所述膜片區段中的切向應變。

2.根據權利要求1所述的測量裝置，其中，所述第一應變計和所述第二應變計是壓阻元件。

3.根據權利要求1-2中任意一項所述的測量裝置，其中，由作用力的預定增加所導致的所述第一應變計中的電阻變化通過以下方程式限定：

ΔR₁＝GF₁×ε^-×R₀

其中，GF₁是應變計靈敏系數，ε^-是所述第一表面中的負應變，并且R₀是應變計的無應變電阻，并且

由作用力的預定增加所導致的所述第二應變計中的電阻變化通過以下方程式限定：

ΔR₂＝GF₂×ε⁺×R₀

其中，GF₂是應變計靈敏系數，ε⁺是所這第二表面中的正應變，并且R₀是應變計的無應變電阻，所述第一應變計和所述第二應變計具有以下相互關系：

GF₁×ε^-＝GF₂×ε⁺。

4.根據權利要求1-3中任意一項所述的測量裝置，其中，所述第一應變計和所述第二應變計與所述圓形感測結構的柱軸線具有相等距離R2。

5.根據權利要求1-4中任意一項所述的測量裝置，其中，所述膜片結構在使用時沿徑向具有溫度梯度，并且所述第一應變計和所述第二應變計彼此之間的平均溫差小于0.2℃。

6.根據權利要求1-5中任意一項所述的測量裝置，其中，所述第一應變計(103)和所述第二應變計(104)具有中點，所述第一應變計和所述第二應變計的中點與所述圓形感測結構的柱軸線(102B)具有相等的距離(R2)。

7.根據權利要求1-6中任意一項所述的測量裝置，其中，所述第一應變計和所述第二應變計整合在一個感測元件(107)中。

8.根據權利要求7所述的測量裝置，其中，所述感測元件包括第一聯結路徑(107A)、第二聯結路徑(107B)和第三聯結路徑(107C)，所述第二聯結路徑位于所述第一聯結路徑和所述第三聯結路徑之間，所述第一應變計的第一部分(103A)位于所述第一聯結路徑和所述第二聯結路徑之間，所述第一應變計的第二部分(103B)位于所述第二聯結路徑和所述第三聯結路徑之間，所述第二應變計(104)與所述第一聯結路徑、所述第二聯結路徑和所述第三聯結路徑的一側相鄰地定位。

9.根據權利要求1-8中任意一項所述的測量裝置，該裝置進一步包括第三應變計(105)和第四應變計(106)，其中，所述第三應變計構造用于測量所述膜片區段中的徑向應變，而所述第四應變計構造用于測量所述膜片區段中的切向應變。

10.根據權利要求9所述的測量裝置，其中，所述第一應變計、所述第二應變計、所述第三應變計和所述第四應變計整合在一個感測元件中。

11.根據權利要求1-10中任意一項所述的測量裝置，其中，所述應變計是微熔硅應變計。

12.根據權利要求1-11中任意一項所述的測量裝置，其中，所述圓形感測結構(102)包括外區段(102C)和內區段(102D)，，所述圓形感測結構允許所述內區段(102D)通過所述膜片區段(102A)的變形而沿著所述圓形感測結構(102)的柱軸線(102B)相對于所述外區段(102C)運動。