Датчик давления Советский патент 1990 года по МПК G01L23/18 

СП

0

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к датчикам давления (ДД), и может быть использовано для измерения низкого статического и динамического давлений. Целью изобретения является повышение точности измерения низкого динамического давления. ДД состоит из цилиндрического корпуса 1 с мембраной 2, контактного узла 6, токовыводов 5, штока 3, который жестко соединен с мембраной 2 м упруго-чувствительным элементом (УЧЭ) 4, представляющего собой консольную балку, образованную параллельными в вертикальной плоскости двумя полупроводниковыми нитевидными тензорезисторами 7 и 8, между которыми находится слой 9 стекла. К корпусу 1 прикреплена мембрана 2 радиуса R, к которой жестко и эксцентрично присоединен шток 3 длины L_шт. Измеряемое давление, воздействуя на мембрану 2, передается на УЧЭ 4, вызывая деформацию тензорезисторов 7,8, которые включены в измерительный мост. ДД предназначен для измерения динамического и статического давлений в диапазоне 0...4 МПа. 1 ил.

Фаг.1

315

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения динамического или статического давления.

Цель изобретения - повышение точности измерения низкого динамического давления.

На фиг.1 представлена принципиальная конструкция датчика; на фиг.2 - схема деформации его упругой системы с действующими при этом усилиями.

Тензометрический датчик низкого динамического давления состоит из цилиндрического корпуса 1 с мембраной 2, штока 3, упругочувстзительного элемента (УЧЭ) 4, токовыводов 5 и контактного узла 6. УЧЗ А представляет собой консольную балку, образованную двумя параллельными в вертикальной .плоскости нитевидными полупроводниковыми тензореэисторами 7 и 8, между которыми находится слой стекла 9. К цилиндрическому корпусу 1 жестко прикреплена мембрана 2, к которой жестко и эксцентрично относительно ее центра прикреплен шток 3. При этом величина эксцентриситета

R

e vf

где R - радиус мембраны 2, выбранный из условия

R «i-,

Уз

1 - длина УЧЭ 4; длина 1 штока 3 удовлетворяет услоШт

ВИЮ

1 э 4

L шт 151°

УЧЭ 4 параллелен плоскости мембраны 2 и направлен вдоль ее радиуса. Одним концом УЧЭ 4 закреплен в корпусе 1, другим жестко соединен со штоком 3.

Круглая мембрана 2, которая жестко защемлена по контуру, изготовлена из материала с высокими упругими свойствами, например сплава 44 НХТЮ. УЧЭ 4 представляет собой консольную балку, образованную двумя параллельными в вертикальной плоскости нитевидными полупроводниковыми тензоре- зисторами 7 и 8, например типа Йрем

5 0 5

0

нистор , между которыми находится слой стекла 9 например СП 52-1. Тен- зорезисторы 7 и 8 имеют впаянные платиновые токовыводы 5. В корпус 1 вмонтирован контактный узел 6. При изменении давления прогиб мембраны 2 через шток 3 передается на тензорезис- торы 7 и 8, которые претерпевают деформации растяжения - сжатия и изменяют свое сопротивление. Тензорезис- торы 7 и 8 включены в мостовую измерительную схему. По величине разбаланса моста судят о давлении,

Опытный образец датчика был испытан и покал следующие характеристики: при 10-кратной тарировке коэффициент нелинейности карактеристики составил 0908%J коэффициент невоспроизводимости 0,1%; гистерезис 0,05%, чувствительность 300 мВ/МПа.

Преимуществом предлагаемого устройства является повышение точности измерения низкого динамического давления, достигнутое за счет эксцентричного крепления штока 3 определенной длины к мембране 2 с определенным радиусом, а также за счет образования конструкции УЧЭ 4 самими тен- зорезисторами 7 и 8 и слоем стекла 9 между ними.

Формула изобретения

Датчик давления, содержащий цилиндрический корпус с мембраной, которая посредством штока жестко соединена с упругочувствительным элементом в виде консольной балки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения в области низкого динамического давления, в нем упругочувствительный элемент выполнен в виде двух параллельно расположенных полупроводниковых нитевидных теизореэисторов, соединенных между собой слоем стекла, а шток прикреплен к мембране эксцентрично на расстоянии е от центра мембраны, определяемом из соотношения

К

yf

где R - радиус мембраны, при этом радиус R мембраны, длина штока 1щтидлина тенэорезистора 1свя заны следующими соотношениями:

R

Y3

Редактор Л.Пчолинская

Составитель Н.Матрохина

Техред Л. Сердюкова Корректор с.шекмар

Заказ 974

Тираж 466

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

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

4 1шт у Т5Г

Фае. 2

Подписное