Датчик давления Советский патент 1988 года по МПК G01L9/08 

(21)4JJ8228/24-10

(22)11.09.86

(46) 23.03.88. Бюл. № 11

(72) Ю.В. Чувыкин, З.М. Федулаева

и В.В. Кащеев

(53)531.787 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР 108791, кл. G 01 L 9/08, 1983.

(54)ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ .

(57)Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерений и увеличить надежность датчика. В корпусе 1 датчика размещен пьезоэлектрический чувствительный элемент 4 с переходной втулкой 5. Радиальные отверстия 7 втулки 5 образуют с прорезями : 8., выполненными на ее резьбовой поверхности, единую полость 9, заполненную фиксируиодим материалом. Установка высоты чувствительного элемента 4, необходимой для создания заданной величины натяга мембраны 2, осуществляется вращением регулирующего штока 6, установленного в резьбовом отверстии втулки 5. Фиксирующий материал изолирует чувствительный элемент 4 от воздействия т-ры рабочей среДы. 3 ил.

т

(Л

Т1

Изобретение относится к области змерительной техники и может быть спользовано для измерения быстропе- еменных и акустических давлений жид- остей и газов.

Целью изобретения является повышение точности измерения и увеличение надежности. .

На фиг.1 дан датчик, общий вид, ю разрез; на фиг.2 - сечение А-А на , фиг. 1; на фиг. 3 - зависимость передаточной характеристики от величиныы натяга мембраны при поджатии.

Датчик состоит из корпуса 1с 15 мембраной 2, основания 3, на котором установлен чувствительный элемент 4, собранный из отдельных пьезоэлемен- тов, переходной втулки 5, в резь- I бовое отверстие которой ввийчивает- 20 ся регулирующий штбк 6, Кроме того, во втулке выполнены радиальные отверстия 7, сообщающиеся с прорезями 8 на резьбовой поверхности переходной втулки и образующие совместно с 25 полостью 9 единую полость, заполненную фиксирующим виброгасящим составом.

Перед установкой чувствительного элемента в корпус датчика путем вра- 30 щения регулирующего щтока 6 устанавливается высота чувствительного элемента, необходимая для создания заданной величины натяга мембраны, после чего проверяется переда:точная 35 характеристика датчика. Если она не соответствует требуемой, то враще-/ нием штока добиваются заданной передаточной характеристики.

Полости 7-9 заполняются виброгася- 40 щим составом типа К 300, К 400, который фиксирует шток 6 и, кроме того служит дополнительной теплоизоляцией при воздействии температ.уры рабочей :среды на пьезоэлементы, в результа- 45 те чего снижается температурная погрешность датчика, а следовательно, повышается точность измерения.После этого чувствительный элемент устанавливается в корпус, который кре- Q пится .сваркой к основанию 3.

На фиг. 3 даны следующие обозначения;

выходной сигнал, мВ;

Р - измеряемое давление. Па;

1 - характеристика датчика при поджатии, создающем чрезмерный натяг мембраны (выпуклая мембрана);

2- характеристика датчика при поджатии, обеспечивающем заданную передаточную характеристику;

3- характеристика датчика при поджатии, создающем недостаточный натяг мембраны (вогнутая мембрана).

Датчик работает следующим образом

Измеряемое давление воздействует на мембрану 2, усилие с которой через шток 6 и втулку 5 передается на чувствительный элемент 4. С выхода датчика снимается электрический заряд, пропорциональный измеряемому давлению.

Увеличение ресурса датчика достигается путем повышения надежности конструкции за счет равномерного распределения напряжений по всей поверхности мембраны, уменьшения внутренних напряжений и деформации материала при поджатии чувствительного зле- мента, что обеспечивается возмож - ностью регулирования натяга мембраны

Предлагаемая конструкция датчика .позволяет обеспечить заданную передаточную характеристику путем создания натяга мембраны при любом сочетании размеров составляющих элементов конструкции в пределах их полей допусков, что снижает погрешность от нелинейности, уменьшает искажения частотной характеристики, повышает точность измерения. Ф о р м у ла изобретения

Датчик давления, содержащий кор- пус с мембраной, в котором размещены пьезоэлектрический чувствительный элемент с переходной втулкой и основание, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности измерения и увеличения надеж- ности, он снабжен контактирующим с мембраной регулируемым штоком, переходная втулка чувствительного элемента выполнена с резьбовым отверстием, в котором установлен регулируемый шток,, причем во втулке выпол нены сообщающиеся между собой радиалные отверстия и продольные прорези на ее резьбовой поверхности, которые заполнены фиксирующим материалом.

Фиг. 2

Ф1/г.З

Р(Па)