Устройство для измерения давления Советский патент 1985 года по МПК G01L23/18 G01L9/04 

00

сл

00 Од

Фиг. 1

J

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для одновременного и. независимого измерения осредненных и пульсационных значений - турбулентной составляющей пульсации давления, идентичной пульсации давления на жесткой границе и гидроупругой составляющей наведенной упругими колебаниями обтекаемой поверхности.

Целью изобретения является одновременное и независимое измерение турбулентной и гидроупругой составляющих пульсаций давления, а также их взаимной спектральной плотности.

На фиг.1 схематически изображено устройство, поперечный разрез; на фиг.2. - то же, вид сверху.

Устройство для измерения давления включает жесткий корпус 1, упругую пластину 2, изготовленную за одно целое с корпусом.Пластина представляет собой испытуемую модель. В корпусе выполнено отверстие 3, заподлицо перекрытое мембраной 4. На тыльной стороне мембраны наклеены тензорезисторы 5, 6 и 7, расположенные под равным углом один к другому. На тыльной стороне упругой пластины наклеены тензорезисторы 8 и 9,. а на жестком корпусе - тензорезистор 10..

Устройство работаетследующим образом.

При воздействии пульсаций давления на обтекаемую потоком поверхност пластины 2 происходят ее гидроупругие колебания, регистрируемые тензорезисторами 8 и 9. Колебания мембраны 4 под действием суммы турбуленчной и гидроупругой составляющих пульсаци регистрируются тензорезисторами 5, 6 и 7. В связи с тем, что мембрана 4 жестко закреплена по контуру отверстия 3 и имеет малые размеры и жесткость по сравнению с размерами и жесткостью пластины 2, тензорезисторы 5, 6 и 7, наклеенные на мембрану под равными углами один к другому в непосредственной близости от ее центра, регистрируют точечную величин пульсаций давления без искажений, обусловленных неизотропностью турбулентности и поверхностным осреднени1362

ем пульсаций. Расположение тензорезисторов 5, 6 и 7 на мембране внутри концентрической окружности радиусом не более 0,7 радиуса отверстия обеспечивает условия работы каждого из тензорезисторов в области с одним знаком деформации по всей базе тензорезистора. Назначение диаметра отверстия (и, следовательно, мембраны) равным не менее чем трем базам тензорезистора необходимо для обеспечения возможности монтажа тензорезисторов на мембране с учетом указанных требований и технологии наклеивания.

Тензорезисторы 8 и 9, наклеенные на тыльную сторону упругой пластины 2 в непосредственной близости от центра отверстия 3, регистрируют гидроупругую составляющую пульсаций давления в точке практически без искажений, вызванных эффектом осреднения по.поверхности.

Измерение искомых турбулентной и гидроупругой составляющих пульсаций давления осуществляется путем последовательного соединения тензорезисторов 5-10. в четыре измерительных моста.

При включении попарно тензорезисторов 6 и 8, 7 и 9 в смежные плечи первого и второго мостов регистрируется электрический сигнал, пропорциональньм турбулентной составляющей пульсации, а при включении тензорезисторов 5 и 10 в смежные плечи третьего моста регистрируется электрический сигнал, пропорциональньй сумме турбулентной и гидроупругой составляющих.

Очевидно, что. при включении измерительных диагоналей первого и третьего мостов в смежные плечи четвертого измерительного моста на выходе регистрируется электрический сигнал, пропорциональный гидроупругой составляющей пульсации давления.

Благодаря тому, что в каждое из плеч полумоста включено по два рабочих тензорезистора, чувствительность измерительной схемы увеличивается вдвое, что позволяет повысить точность измерения малой по величине гидроупругой составляющей пульсации давления.

i.

Фиг. 2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ, содержащее жесткий корпус с мембраной и тензорезисторы, распо ложенные на внешней поверхности мембраны и на корпусе, отличающееся тем, что, с целью одновременного и независимого измерения турбулентной и гидроупругой составляющих пульсаций давления, а также их взаимной спектральной плотности, в центральной части мембраны выполнено отверстие, в котором заподлицо с основной установлена дополнительная мембрана толщинойне более 0,1 толщины основной мембраны, при этом не менее двух тензорезисторов расположены перпендикулярно на одной из осей симметрии основной мембраны на расстоянии от края отверстия не i более 1,5 базы тензорезистора, и не менее трех тензорезисторов располо(Л жены радиально на дополнительной мембране равномерно по окружности.