Датчик давления Советский патент 1987 года по МПК G01L7/08 G01L19/06 

Изобретение относится к измери- тельной технике и может быть использовано для измерения акустических или быстропеременных давлений.

Целью изобретения является умень- шение погрешности измерения при воздействии термоударов.

На чертеже схематически представлена конструкция предложенного датчика.

Датчик содержит металлический корпус 1с мембраной 2, на которой закреплен пьезоэлемент 3, с наружной стороны мембраны расположено кольцо 4, поджатое тарельчатой пружиной 5. В торце корпуса 1, с внутренней стороны мембраны, вьтолнена кольцевая проточка 6.

Датчик работает следующим образом

При нормальной температуре измеряемой среды (25+10)°С акустическое или быйтропеременное давление, воздействуя на мембрану с закрепленным на ней пьезоэлементом, деформирует ее и на электродах пьезоэлемента возникает электрический сигнал, пропорциональный воздействующему давлению. Переменные механические напряжения возникают только от воздействия измеряемого давления.

При резком повышении температуры мембрана датчика прогревается быстрее, чем корпус, и под воздействием внутренних тепловьк напряжений прогибается. Одновременно нагревается кольцо, коэффициент линейного расширения материала которого больше чем у материала мембраны. При этом коль

до, увеличиваясь в размерах, натягивает мембрану, причем для большей

эффективности воздействия кольца на мембрану кольцо поджато тарельчатой пружиной. Дпя компенсации увеличения диаметра мембраны, возникающего при нагревании ее, на торце корпуса с внутренней стороны мембраны вьтолнена кольцевая проточка, которая снижает жесткость мембраны в радиальном напра:влении. В связи с тем, что мембРедактор М.Келемеш

Составитель А.Соколовский

Техред Л.Сердюкова Корректор С.Шекмар

7427/37

Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.

рана расширяется радиально без резкого изменения профиля (хлопания), в ней внутренние напряжения имеют радиальное направление, что мало сказывается на изменение пьезомодуля dj, , а это, в свою очередь, не меняет коэффици-ент чувствительности.

При резком понижении температуры из-за разницы температур корпуса и мембраны в мембране под воздействием внутренних тепловых напряжений происходят процессы аналогичные, что и при резком повышении температуры. При этом кольцо, сжимаясь, не оказывает влияния на мембрану, а только поджато к ней, компенсация температурных напряжений обеспечивается кольцевой проточкой, которая снижает жесткость мембраны в радиальном направлении.

За счет применения кольца и кольцевой проточки достигается уменьшение амплитуды прогиба мембраны под воздействием термоудара, а следовательно, уменьшение всплеска выходного сигнала датчика.

Высота кольца определяется исходя из соотношения коэффициентов линейного расширения материалов кольца и мембраны, а глубина кольцевой проточки определяется частотным диапазоном измерения датчика и толщиной мембраны.

Формула изобретения

Датчик давления, содержашрнй корпус, в котором установлены мембрана

40 и кольцевой упор, ра.змещенный с наружной стороны мембраны, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности измерений при воздействии термоударов, в нем упор вы45 полнен в виде подпружиненного кольца, коэффициент линейного расширения материала которого больше коэффициента линейного расширения материала мембраны.

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет уменьшить погрешность измерения при воздействии термоударов.С наружной стороны мембраны 2 установлено кольцо 4, поджатое тарельчатой пр5гжиной 5. При резком изменении температуры кольцо 4, коэффициент линейного расширения которого вьше чем мембраны, изменяясь в размерах, уменьшает амплитуду прогиба мембраны. Кольцевая проточка 6 компенсирует-увеличение диаметра мембраны, снижая ее жесткость в радиальном направлении. Глубина кольцевой проточки определяется частотным диапазоном измерения датчика и толщиной мембраны. Деформация мембраны 2 под действием быстропеременного давления преобразуется пьезоэлементом 3 в электрический сигнал , пропорциональ- ный воздействующему давлению . 1 ил. § СЛ