Датчик абсолютного давления и способ его изготовления Советский патент 1989 года по МПК G01L9/04 

фиг.;

Изобретение относится к контрольно измерительной технике, а именно к датчикам, служащим для измере1шя абсолютного давления менее 1,0-10 Па жид- ких и газообразных сред в автоматических системах управления.

Цель изобретения - повышение точности измерения, расширение эксплуатационных возможностей и уменьшение габаритов.

На фиг.1-3 изображена конструкция датчика абсолютного давления.

Датчик абсолютного давления содержит корпус 1, соединенный со штуцером 2 и сильфоном 3. Внутри сильфона 3 расположена опорная камера 4, ограниченная со стороны подвижного торца фланцем 5, а с другой стороны - гермо платой 6, на которой жестко закреп- лен упругий элемент 7 с тензорезис- торами, причем его жесткий центр 8 контактирует с поверхностью гермопла ты. При этом шток 9 упругого элемента 7 герметично закреплен во фланце 5. Ограничительный упор 10 препятствует растяжению сильфона больше допустимого значения при давлении, меньшем лиж него уровня диапазона измерения.

Способ изготовления датчика абсо- лютного давления фиг.2) осуществляется следуюпшм образом.

Упругий элемент 7 со штоком 9 жестко закрепляют на гермоплату 6 и на ее контакты замыкают измерительную тензосхему, затем герметично соединяют с сильфоном 3 и крепят в корпусе 1 датчика. Со:стороны подвижного торца сильфона герметично крепят фланец 5, в отверстии которого размещен с возможностью перемещения шток 9 упругого элемента (фиг.2а). Через отверстие фланца вовнутрь сильфона подают давление, равное

где Р,

р Р - Р

атм Ь1

- атмосферное давление;

Рц - давление верхнего уровня

диапазона измерения. Затем ограничительным упором 10 фиксируют прогиб сильфона (фиг.26). Вакуумируют полость внутри сильфона и герметично заваривают шток с фланцем. Далее отворачивают ограничительный шнур, обеспечивая рабочий ход сильфона, соответствующий давлению, равному давлению нижнего предела измерения Рц ( О) (фиг.2в). Соединяют вцр.оды гермоплаты 6 с контак

5 0 5

„

Q

5

5

0

5

тами разъема 11, приваривают штуцер 2, образуя измерительную камеру. Затем сваривают разъем 11 с корпусом 1 (фиг.2г).

Таким образом, в конструкции дат-, чика, изготовленного данным способом, упругий элемент жестко связан с подвижным торцом сильфона, а его жесткий центр при давлении, большем давления. Р , .опирается на поверхность гермоплаты. Поэтому отсутствует прогиб упругого элемента и напряжений . он не испытывает, что, в свою очередь, позволяет значительно сократить дополнительную погрешность и повысить точность измерения о Расширяются также эксплуатационные возможности, так как датчик может измерять давле1ше как в диапазоне от О до 7 , так и от фиксированного значения Р,|, до Pg , При этом уменьшаются габариты прибора вследствие того, что вся измерительная часть расположена внутри воспринимающего элемента - сильфона.

Датчик абсолютного давления работает следующим образом.

При отсутствии в приемной полости штуцера 2 измеряемого давления (фиг. За) си.пьфон 3 под действием атмосферного дап-пения стремится сжаться. Однако перемещения подвижного торца сильфона не происходит, так как он жестко связан через шток 9 с упругим элементом 7, жесткий центр которого опирается на поверхность гермоплаты 6, в результате чего упругий элемент 7 находится в ненагруженном состоянии, что и обеспечивает его защиту от перегрузки с

При подаче в приемную полость измеряемого давления от Р, до Рцу (фиг.Зб) сильфон 3 под действием упругих сил деформации разжимается и деформирует упругий элемент 7 в пределах рабочего прогиба. С выхода мостовой тензорезисторной схемы через разъем 11 снимается выходной сигнал. При подаче в приемную полость штуцера 2 давления, меньшего чем нижний уровень измерения Р, (фиг.Зв), перемещение сильфоиа ограничивается упором 10.

Использование предлагаемого способа изготовления позволяет значительно снизить габариты конструкции датчика и расширить его эксплуатационные возможности за счет дополнительной реализации в конструкции прибора промежуточных диапазоноп измерения (Тов, диапазонов измерения, начинающихся не с нуля, а с какой-то фиксированной точки),

Формула изобретения I, Датчик абсолютного давления, сочески Соединена с гермовыводами, а внутренняя полость сильфона вакуу- мирована,

2, Способ изготовления датчика-абсолютного давления, включающий закрепление основания и подвижной крышки с сильфоном путем сварки, закреп

Изобретение может быть использовано для измерения с повышенной точностью абсолютного давления менее 1,0^.10⁵Па жидких и газообразных сред. При отсутствии в полости штуцера 2 измеряемого давления сильфон 3 под действием атмосферного давления стремится сжаться, однако перемещения его не происходит, так как он жестко связан через шток 9 с упругим элементом 7, который опирается на поверхность гермоплаты 6. В результате упругий элемент 7 находится в ненагруженном состоянии, что обеспечивает его защиту от перегрузки. Для осуществления такой конструкции при изготовлении вакуумируют полость внутри сильфона и герметично заваривают шток с фланцем. Далее перемещают ограничительный упор, обеспечивая рабочий ход сильфона, соответствующий давлению, равному давлению нижнего предела измерения. 2 с.п.ф-лы, 3 ил.

держащий корпус, воспршшмающий давле- Q ление основания в корпусе путем свар- ние чувствительный злемент в виде сильфона с оснопанием на одном своем торце, закрепленном герметично в корпусе, и подвижной крышкой, герметично закрепленной с его другим подвижным торцом, расположенный по оси спш.фона шток, жостко соедии(2 П1ьп1, с подвижной крь шкой и упругой балкой, которая расположена ciiMMerj iiMiio оси сильфопа и выполнена одинаково утолщенной в периферийной и центрально

20

|Ки, закрепление одного конца штока в упругой балке, закрепление упругой балки, установку н корпусе с возможностью перемещения и фиксации упора, 15 ограничивающего перемещение сильфона, отличающийся тем, что, с целью повытеиия точности изго- тонления датчика, вначале в -основание вмонтируют гермовыводы, затем перед закреплением основания и подвижной крышки с сильфоном, на основании закрепляют упругую балку по ее периферийной части, обеспечивая упор ее центральной части со штоком в основание, соединяют электрически гермовыводы с тензорезистивной схемой,,а затем вставляют другой конец штока в отверстие подвижной крьопки, после закрепления подвижной крьппки и основания с сильфоном, а также основания с корпусом, в сильфоне создают давление, равное разности между внешним атмосферным давлением и давлением верхнего уровня диапазона измерения, фиксируют положение сильфоиа упором, а затем вакуумируют внутреннюю полость сильфона и одновременно производят герметичное соединение конца штока и подвижной крьш1ки, после чего перемещают упор на величину рабочего

сквозное отверстие, п котором заподлицо установлен конец упомянутого штока, при этом на утоненной срединной части упругой балки сформирована тензорезнстивная схема, а также содержащий упор, ограничивающий перемещение снльфоиа, отличающийся тем, что, с nejii. o попьпнения точности, распгиренип эксплуатационных нозмож- ностей и уменьшения габаритов, в него ппедеш. электрические гермовыводы, которы(2 закреплены в основа1гии сильфона, унругая балка размещена во внутренней полости сильфона и своей периферийной частью зак 1еплена на его основании, а в подвижной кр, выполнено но оси сильфона сквозное от- персте, в котором размещен шток, при этом тензорезистивная схема электриление основания в корпусе путем свар-

Ки, закрепление одного конца штока в упругой балке, закрепление упругой балки, установку н корпусе с возможностью перемещения и фиксации упора, ограничивающего перемещение сильфона, отличающийся тем, что, с целью повытеиия точности изго- тонления датчика, вначале в -основание вмонтируют гермовыводы, затем перед закреплением основания и подвижной крышки с сильфоном, на основании закрепляют упругую балку по ее периферийной части, обеспечивая упор ее центральной части со штоком в основание, соединяют электрически гермовыводы с тензорезистивной схемой,,а затем вставляют другой конец штока в отверстие подвижной крьопки, после закрепления подвижной крьппки и основания с сильфоном, а также основания с корпусом, в сильфоне создают давление, равное разности между внешним атмосферным давлением и давлением верхнего уровня диапазона измерения, фиксируют положение сильфоиа упором, а затем вакуумируют внутреннюю полость сильфона и одновременно производят герметичное соединение конца штока и подвижной крьш1ки, после чего перемещают упор на величину рабочего

хода сильфонао

-fill-.

фиг. 2

Составитель О.СлюсаревCDlJ.3

Редактор И,Касарда Техред А.КравчукКорректор О.Кравцова

Заказ 7212/35

Тираж 789

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

п 41

Pgy

Подписное