Датчик давления Советский патент 1988 года по МПК G01L9/02 

11420 399

Изобрет( отчосится к npufiopn- (т.е строению, а именно к реостат11 1м дат- coii чикам давления, устанавливаемым на автомобилях и других транспортных средствах.

Цель изобретения - упрощение конструкции и порьш1ение надежности датчика.

На чертеже изображен предлагаемый датчик давления, поперечный разрез.

Датчик .давления содержит металлический корпус 1 с крышкой 2 из диэлектрического материала и штуцер 3.

10

0,5 кгс/см ) , соединен с мас- посредгтпом пластинки 7 с соот- ветствую11Д1м пронодником (не показан) или посредством момб;:1ань: 6, пынолиен- Hoii токопповодлщей, а нторсп конец резистивного элемента 9, вчпим(.|Свя занньпЧ с коммутационным элементом наимг 11. чувст,вите.1Т75Ности (7 кгг/ /см) , соединен с ТОКОРЫВОД.ОМ 11.

Датчик работает сле. дующим обр;ги)м При о 1 сутствии давления в подмемчЛЮ20

25

30

бранной камере 4 датчика, т.е. при исходном нс гжатом состоянии коммута- Внутренняя полость корпуса 1 разделе- j ционных элементов 10, ни о.;гин из эле- на на две камеры 4 и 5 мембраной 6, закрепленной по ее; периферии в корпусе 1. Мембрана 6 изготовлена из гибкого высокоподатливого материала, например резины, и снабжена жестким центром в виде токопроводящей пластинки 7. Штуцер 3 имеет отверстие 8, соединенное с камерой 4 и сл жащее дЛя подвода контролируемой среды, а в надмембранной камере 5 размещен реостатный узел, содержащий резистив- ный элемент 9 и коммутационные элементы 10, размещенные со стороны мембраны 6 вдоль резистивного элемента по всей его длине контактирования в непосредственной взаимосвязи с ним, т.е. в непосредственном соприкосновении с ним. Коммутационные элементы 10 выполнены из нескольких, например восьми, участков упругого полимерного материала одинаковой толщины, обладающего скачкообразной зависимостью электрического сопротивления от приложенного усилия и имеющего в ненагруженном состоянии бесконечно большое сопротивление, а в сжатом состоянии - очень незначительное в пределах 0,010-0,1 Ом, причем отдельные элементы подобраны с различной, например, ступенчатооб- разно уменьшающейся чувствительностью к приложенному усилию сжатия, при котором они скачкообразно становятся электропроводящими, например первьш коммутационный элемент может стать

35

40

45

ментов 10 ток не проводит и в цеш токовыводом 1 1 и массой чена бесконоуно большая величтпш сопротивления. При поступлении в под- мембранную камору жидкости или газа создается давление, действующее на мембрану 6, котчпое через нее оказы- ва(зт сжимаюя1ее действие на коммутационные элементы 10, характерной особенностью которых является то, что разные элементы, начиная с элемент,:. наивысшеГ чувствительности, разь с-щои- ного у конца соединения резистивного уломент 9 с массой, при их сжатии из-за paзJП чнoй ч БСтиителы1остя к прилагаемому усилию постепенно скач- ко(Я)разно становятся проводящими. Поэ 1 оку при постепенном возрастании давления в первую очередь приобретает проводимость первый коммутационный элемент наивысшей чувствительности, вследствие чего пррисходит пгунтирование первого участка резистивного элемента 9, соприкасающегося с первым коммутационным элементом 10, I MCMoiiijiM в сжатом состоянии незначи- сопротивление. При дальней- 1П2М возрастании давления происходит возрастание усилия сжатия на коммутационные элементы 10, в результате чего они последовательно один за другим становятся проводящими, шунтируя через них соответствующими прилегаю- Ш11Й участок резистивного элемента 9. При окончательном сжатии всех элеменэлектропроводящим при усилии 0,5 кгс/50 тов 10 весь ток практически протека- /см, второй - при усилии 1 кгс/см, третий - при 2 кгс/см ; восьмой - при 7 кгс/см или т.п. Коммутационные элементы 10 могут быть соединены между собой, например, посредством клея.55 Один конец резистивного элемента 9, взимосвязанный с коммутационным элементом наивысшей чувствительности

ет через них и сигнал, снимаемьм с токовывода 11, «является наибольшим. При уменьшении давления происходит обратный процесс деформации коммутационных элементов 10, что равносильно дискретному увеличению длины ак- fивнoй части резистивного элемента 9, а следовательно, и ступенчатооОраз(т.е coii

0

0,5 кгс/см ) , соединен с мас- посредгтпом пластинки 7 с соот- ветствую11Д1м пронодником (не показан) или посредством момб;:1ань: 6, пынолиен- Hoii токопповодлщей, а нторсп конец резистивного элемента 9, вчпим(.|Свя занньпЧ с коммутационным элементом наимг 11. чувст,вите.1Т75Ности (7 кгг/ /см) , соединен с ТОКОРЫВОД.ОМ 11.

Датчик работает сле. дующим обр;ги)м При о 1 сутствии давления в подмемчЛЮ0

5

0

бранной камере 4 датчика, т.е. при исходном нс гжатом состоянии коммута- j ционных элементов 10, ни о.;гин из эле-

5

0

5

ментов 10 ток не проводит и в цеш токовыводом 1 1 и массой чена бесконоуно большая величтпш сопротивления. При поступлении в под- мембранную камору жидкости или газа создается давление, действующее на мембрану 6, котчпое через нее оказы- ва(зт сжимаюя1ее действие на коммутационные элементы 10, характерной особенностью которых является то, что разные элементы, начиная с элемент,:. наивысшеГ чувствительности, разь с-щои- ного у конца соединения резистивного уломент 9 с массой, при их сжатии из-за paзJП чнoй ч БСтиителы1остя к прилагаемому усилию постепенно скач- ко(Я)разно становятся проводящими. Поэ 1 оку при постепенном возрастании давления в первую очередь приобретает проводимость первый коммутационный элемент наивысшей чувствительности, вследствие чего пррисходит пгунтирование первого участка резистивного элемента 9, соприкасающегося с первым коммутационным элементом 10, I MCMoiiijiM в сжатом состоянии незначи- сопротивление. При дальней- 1П2М возрастании давления происходит возрастание усилия сжатия на коммутационные элементы 10, в результате чего они последовательно один за другим становятся проводящими, шунтируя через них соответствующими прилегаю- Ш11Й участок резистивного элемента 9. При окончательном сжатии всех элементов 10 весь ток практически протека-

ет через них и сигнал, снимаемьм с токовывода 11, «является наибольшим. При уменьшении давления происходит обратный процесс деформации коммутационных элементов 10, что равносильно дискретному увеличению длины ак- fивнoй части резистивного элемента 9, а следовательно, и ступенчатооОразному увеличению его сопротивления. При уменьшении давления обратная деформация элементов 10 происходит па счет их собственной упругости.

Изобретение обеспечивает ynponie- I nc конструк1Ц1и, увеличенне надежности и ресурса работы за счет исключения трущихся подвижных деталей, а также возможность создания датчиков давления уменьшенных габаритов по высоте.

Оормула изобретения

Датчик давления, содержащий корпус, внутр 1 которого закреплена мем- брана, разделяющая корпус на две камеры - подмембранную и надмембранную, входной штуцер, реостатный узел, раз- „ мещенный в надмембранной камере, и

15

„

203994

плоскую диэлектрическую крышку с то- ковыводом, о т л и ч а ю щ и fi г я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности,.в нем реостатный узел вьтолнен в виде плоского резистивного элемента, прикрепленного к внутренней поверхности крышки, соединенного с токовыводом, и контактирующих с резистивным элементом, по всей его длине коммутационных элементов, размещенньк со стороны мембраны, при этом коммутационные элементы выполнены из упругого полимерного материала, обладающего электропроводностью в сжатом состоянии, имеют одинаковую высоту и расположет ны в один ряд вдоль резистивиого элемента, причем коммутационные элементы подобраны с различной чувствительностью к усилию сжатия.

15

Изобретение относится к датчикам давления, установленным на транспортных средствах. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности датчика. Для этого в надмембранной камере 5 размещен реостатный узел, содержащий резис- тивный элемент 9 и коммутационные iэлементы (КЭ) 10, размещенные со стороны мембра1Ш 6 вдоль резистивного элемента по всей длине контактирования в непосредственном соприкосновении с ним. При поступлении в подмем- бранную камеру 4 жидкости или газа 6 2 Г М создается давление, действующее на мембрану 6, которое через нее оказывает сжимающее действие на КЭ 10. При постепенном возрастании давления в первую очередь приобретает проводимость коммутационный элемент наивысшей чувствительности, вследствие чего происходит шунтирование первого участка резистивного элемента 9, соприкасающегося с первым КЭ 10, имеющим в сжатом состоянии неэначит;ельное сопротивление. При дальнейшем возрастании давления происходит возрастание усилия сжатия на КЭ 10 и они последовательно становятся проводящими, шунтируя соответствующий прилегающий участок резистивного элемента 9. Сигнал, снимаемый с токовьюо- да 11, будет наибольшим. При уменьшении давления обратная деформация КЭ 10 происходит за счет их собственной упругости. 1 ил. i « (/ С ее ее