Пьезорезисторы контактного сопротивления из электропроводной бумаги

Свойства ЭПВ. Наиболее полно требованиям, предъявляемым к контактным элементам ПР, в настоящее время удовлетворяет электропроводная бумага (ЭПБ). Она прочна, обладает стабильностью механических и электрических параметров, тонка, технологична в обработке и выпускается промышленностью с разным удельным сопротивлением. Поэтому ЭПБ получила наибольшее применение для построения простых, дешевых и миниатюрных ПРч [19, 73].

Сухая ЭПБ имеет электронную проводимость. В паре с металлическими обкладками она практически не имеет контактной разности потенциалов, которая могла бы заметно влиять на точность измерений. Отсутствие электролиза и контактной разности потенциалов позволяет использовать для питания измерительной цепи с ПР постоянный ток, что значительно упрощает конструкцию измерительного устройства.

Толщина ЭПБ 5 ] =0,07—0,1 мм. Рабочая температура ее не должна превышать 140° С. По электрическим свойствам ЭПБ можно отнести к полупроводникам, имеющим отрицательный температурный коэффициент сопротивления.

Сопротивление ЭПБ определяется путем измерения сонротивления Квадрата с помощью специальных металлических шин, зажимающих бумагу по краям с двух противоположных сторон квадрата.

При многократном сжатии ПР удельное сопротивление ЭПБ может изменяться в результате ее уплотнения. Максимальное давление, при котором начинается процесс снижения сопротивления ЭПБ, называют допустимым давлением Рд. Путем обжатия образцов ЭПБ установлено, что Рд растет с увеличением удельного сопротивления ЭПБ (рис. 2.1). Это позволяет для заданного предела измерений давлений выбрать оптимальный сорт ЭПБ, обеспечивающий наибольшую чувствительность ПР.

Пьезорезисторы контактного сопротивления из электропроводной бумаги

Рис. 2.1 Зависимость удельного сопротивления электропроводной бумаги от давления

 

Графики на рис. 2.1 указывают также на возможность снижения объемного сопротивления высокоомной ЭПБ путем обжатия ее давлением Р>РД. При этом обжатие производят или отдельно пластин ЭПБ, или ПР в целом. Для получения необратимых характеристик ПР усилие и длительность обжатия выбирают, исходя из параметров ПР (5, п, р).

См. также:  Общие вопросы построения пьезорезисторов КС

Чувствительный элемент. ЧЭ пьезорезисторов из ЭПБ выполняют либо в виде нескрепленного пакета контактных пластин, состоящего из отдельных механически не связанных между собой пластин ЭПБ, либо в виде скрепленного пакета. Нескрепленный ЧЭ, являющийся наиболее простым в изготовлении, во многих случаях, однако, создает определенные трудности как технологического, так и метрологического характера и имеет малую надежность при массовом производстве вследствие непрочности и млую поперечную устойчивость, которая может привести к взаимному смещению контактных пластин, например, при работе ПР в вибрационном режиме или ,при расширении пределов измерений, когда ЧЭ устанавливают в относительно большем по размерам отверстии упругого элемента. Поэтому возможность выполнения ЧЭ в виде скрепленного компактного модуля позволяет значительно расширить область применения пластинчатых ПР и повысить их точность.

Скрепленный ЧЭ получают обычно путем склеивания пакета контактных пластин 2 (рис. 2.2,а) по периферии I (3—обкладки).

Такой способ получения ЧЭ удобен при массовом производстве ПР любой формы и из любых ЭП материалов.

При производстве ПР из ЭПБ скрепленный ЧЭ квадратной или восьмигранной формы получают методом зигзагообразного сложения одной сплошной полосы ЭПБ «гармошкой» 1 (рис. 2.2,6; 2—обкладки). Возможность такого выполнения ЧЭ обусловлена высоким механическим сопротивлением ЭПБ излому и относительно малой ее толщиной. Выполнение ЧЭ в виде «гармошки» осуществляют по трафарету, представляющему собой тонкую пластинку аналогичных размеров с загибом для упора при зигзагообразном сложении полосы ЭПБ. При такой технологии получают ЧЭ квадратной формы, из которых легко получить ЧЭ восьмигранной формы путем срезания углов.

ЧЭ в виде «гармошки» имеют еще одно важное достоинство—у них фиксировано начальное сопротивление равное сопротивлению полосы используемой ЭПБ Л0=пЯа Шунтирующего действия на работу ПР это не оказывает, так как пЯа Жср (среднего сопротивления ПР). Кроме того, наличие сгибов между смежными контактными пластинами, обладающими дополнительной упругостью, улучшает восстанавливающие свойства такого ЧЭ при разгрузке.

См. также:  Теизорезисторы из электропроводной бумаги