Датчик давления Советский патент 1987 года по МПК G01L7/06 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к преобразователям, служащим для измерения абсолютного давления менее 10 Па газообразных сред.

Целью изобретения является обеспечение возможности изменения пределов измерений при неизменной ч твстви- тельности.

На чертеже показана схема датчика давления.

Предполагаемое устройство содержит корпус 1, снабженньш штуцером 2. Внутри корпуса 1 расположена мембрана 3, закрепленная по краю и образующая измерительную 4 и опорную 5 камеры.

Мембрана 3 в центре жестко соединена со штоком 6, взаимодействующим с упругим элементом 7 и с расположенными на нем тензорезисторами 8. Под мембраной 3 со стороны штока 6 расположен ограничительный упор 9. Измерительная камера 4 соединена каналом 10 с соплом 11, расположенным совместно с подпружиненным клапаном 12 в сопловой камере 13.

Сопловая камера 13 соединена другим каналом 14 с опорной камерой 5, в которой .на стенке установлен дополнительный тензорезисторный чувствительный элемент. 15, подключенный к первому входу сумматора 16 к второму входу которого подсоединен источник 17 опорного напряжения.

Выход первого чувствительного элемента 8 через усилитель 8 соединен с измерительным прибором 19 и вторым входом элемента ИЛИ 20, к первому входу которого подключен выход сумматора 16. Выход элемента ИЛИ 20 подключе.н к обмотке 21 управления клапана 12.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы производится настройка датчика давления в требуемом диапазоне измерения. Клапан 12 включается вручную, и измерительная камера 4 через канал 10, сопло 11, другой канал 14 соединяется с опорной камерой 5. Давление в камерах 4 и 5 выравнивается. При равенс.тве давлений в измерительной 4 и опорной 5 камерах сигнал на вход усилителя не подается.

По рабочей характеристике тензо- резисторного чувствительного элемен072532

та 15 с помощью источника 17 опорного напряжения на второй вход сумматора 16 подают сигнал, соответствующий заданному значению давления в опор- 5 ной камере в диапазоне от атмосферного до 1 Па.

Сумматор 16 настраивается таким образом, что если сигнал от чувствительного элемента 15 превысит сигнал 0 от источника опорного напряжения 17 на 0,5%, то на выходе схемы суммиро0

5

вания появится сигнал, который вызывает срабатывание элемента ИЛИ 20 и включение клапана 12. Второй вход

5 элемента 11ПИ 20 настраивается так, что если на вход усилителя 18 подается сигнал, в 1,5-2 раза превышающий сигнал, соответствуюш й верхнему пределу измерения чувствительного элемента 8, то элемент ИЛИ 20 сраба- тьгвает, клапан 12 включается и давление в камерах 4 и 5 выравнивается. Затем через щтуцер 2, первый канал 10, сопло 11, сопловую камеру 13 и другой канал 14 производится откачка измерительной 4 и опорной 5 камер до заданного опорного давления в камере 4. Поскольку давления в этих камерах при откачке одинаковы, то с выхода чувствительного элемента 8 сигнал не поступает и на втором входе элемента ИЛИ 20 остается равным нулю.

В то же время при откачке выход5 ной сигнал тензорезисторного чувствительного элемента 15 уменьшается и как только становится меньше на 0,5% сигнала от источника опорного напряжения 17, элемент ИЛИ возвращается в исходное положение и клапан 12 закрывается. Датчик давления готов к работе.

0

0

45

50

55

При подаче рабочего давления в полость камеры 4 мембрана 3 прогибается и через шток 6, жестко, связанный с ней, воздействует на упругий элемент 7 с расположенными на нем тензорезисторами 8. Упругий элемент 7 деформируется, и с выхода мостовой схемы, образованной тензорезисторами S, снимается сигнал, поступаюш тй на вход усилителя 18.

При повышении давления в измерительной камере 4 выше верхнего предела чувствительного элемента 8 на выходе усилителя 18 появляется сигнал, который вызывает срабатывание элемента ИЛИ 20 и включение клапана

12, что приводит к выравниванию давлений в измерительной 4 и опорной 5 камерах. Это предотвращает перегрузку разделительной мембраны 3 выше допустимой.

Задавая с помощью источника 17 опорного давления различный уровень сигнала на входе сумматора 16, можно откачивать опорную камеру 5 до различного давления и тем самым производить измерение давления в любом поддиапазоне с помощью одного чувствительного элемента 8. При этом чувствительность датчика абсолютного авления остается постоянной и не завиит от.выбранного диапазона измерений.

Предлагаемое изобретение может быть использовано в системах управления процессами получения полупроводниковых материалов в вакуумных аппаратах с применением тлеющего разряда, в частности при получении аморфного кремния и где требуется в широком диапазоне измерять и регулировать давление.

Формула изобретения

Датчик давления, содержащий герметичный корпус, чувствительньй элеРедактор Т.Парфенова

Составитель О.Слюсарев Техред В.Кадар

Заказ 1621/39Тираж 777Подписное

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

мент, отделяющий первую камеру с опорным давлением от второй камеры с измеряемым давлением, канал, соединяющий камеры между собой, подпру- жиненный клапан с обмоткой управления, подключенной к преобразователю перемещений чувствительного элемента в электрический сигнал, связанному с регистратором, отличающийс я тем, что, с целью обеспечения возможности изменения пределов измерений при сохранении чувствительности, он снабжен дополнительным чувствительным элементом с тензорезисторами, установленным в первой камере; сумматором, источником опорного напряжения , элементом ИЛИ и усилителем, причем дополнительньй чувствительньй элемент подключен к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, выход сумматора подклю- чен к первому входу элемента ИЛИ-, второй вход которого соединен с вы- ,ходом усилителя, связанного |входом с преобразователем перемеще- |ния чувствительного элемента, а вы- ход элемента ИЛИ подключен к обмотке

(управления клапана.

Корректор Т.Колб

Изобретение относится к преобразователям, служащим для измерения абсолютного давления менее 105 Па газообразных сред. Цель изобретения обеспечение возможности изменения пределов измерений при неизменной чувствительности. Задавая с помощью источника 17 опорного давления различный уровень сигнала на входе сумматора 16, можно откачивать опорную камеру 5 до различного давления и тем самым производить измерение давления в любом поддиапазоне с помощью чувствительного злемента 8. 1 ил. с (О (Л с о со