Датчик давления Советский патент 1991 года по МПК G01L9/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давлений в условиях нестационарной температуры измеряемой среды (термоудара).

Цель изобретения - повышение точности измерения путем выравнивания распре- деления температуры по плоской поверхности мембраны и уменьшения длительности неустановившегося теплового процесса при воздействии термоудара измеряемой средой.

На чертеже показана конструкция датчика давления.

Датчик давления включает корпус 1, воспринимающую мембрану 2, выполненную за одно целое с опорным основанием 3. На плоской стороне мембраны на диэлектрическом покрытии 4 установлена тензочув- ствительная схема 5, которая соединяется с внешней регистрирующей аппаратурой гер- мовыводами 6. Наружная поверхность опорного основания покрыта теплоизоляционной пленкой 7. Внутренняя поверхность корпуса покрыта металлической пленкой 8. Корпус 1 вместе с основанием 2 образуют вакуумированную полость 9.

При подаче измеряемого давления F через опорное основание на воспринимающую мембрану 2, выполненную за одно целое с опорным основанием 3, последняя прогибается,тензосхема 5 испытывает деформацию. Вследствие чего появляется изменение сигнала на тен- зосхеме, пропорциональное измеряемому давлению F.

При работе в условиях действия термоудара, практически при любых тепловых возмущениях с любым тепловым градиентом измеряемой среды, на плоской поверхности воспринимающей мембраны достигается температура измеряемой среды (уравновешенный тепловой режим) за 0,5- 1,2с.

Оптимальный выбор толщины теплоизоляционного покрытия 7 обеспечивается уменьшением теплообмена за счет теплопроводности между опорным основанием 3 и корпусом 1, причем величина теплового потока между ними должна быть равна тепловому потоку от мембраны 2 к корпусу 1, и тем самым обеспечивается минимизация, а в идеальном случае исключение теплового потока от мембраны 2 к опорному основанию 3, т.е. наступает сбалансированное температурное состояние между мембраной и опорным основанием, а эго в результате приводит к равномерному распределению температуры на плоской поверхности мембраны 2 при воздействии термоудара измеряемой средой.

Покрытие 7 на поверхности основания 3 обеспечивает выравнивание интенсивности теплообмена с одной стороны мембраны 2 с корпусом 1, с другой - опорного

основания 3 с корпусом 1, в результате достигается сбалансированное тепловое состояние между мембраной 2 и опорным основанием 3 при термоударе.

Металлическое покрытие 8 на внутренней поверхности корпуса 1 с зеркальной отражающей поверхностью обеспечивает уменьшение теплообмена за счет излучения между мембраной 2 и корпусом 1. а также между опорным основанием 3 и корпусом 1.

Таким образом, предложенное конструктивное решение позволяет уменьшить длительность переходного неустановивше- гося процесса. В результате время восстановления теплового равновесия между

измеряемой средой и мембраной с опорным основанием после термоудара уменьшается в 30 - 40 раз, в результате чего повышается точность измерения в 3 - 4 раза.

25

Формула изобретения

Датчик давления, содержащий корпус, в вакуумированной полости которого размещена металлическая мембрана, выполненная за одно целое с цилиндрическим опорным основанием, на плоской поверхности которой расположены диэлектрическое покрытие и тензочувствительная схема, о т- личающийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем выравнивания распределения температуры по поверхности мембраны и уменьшения длительности неустановившегося теплового процесса при воздействии термоудара измеряемой средой, в нем поверхность цилиндрического опорного основания со стороны вакуумированной полости покрыта теплоизоляционной пленкой, толщина которой определяется из соотношения

3 (Ид Но-Нм

hn - АЛ

Ъ

AM

где hn Ал . - толщина и коэффициент теп- 50 лопроводности теплоизоляционной пленки соответственно;

Ьд, Яд - толщина и коэффициент теплопроводности диэлектрического покрытия соответственно;

55Но, АО - толщина и коэффициент теплопроводности опорного основания соответственно;

516190796

Нм. AM - толщина и коэффициент тепло- а внутренная поверхность корпуса покрыта проводности воспринимающей мембраны металлической пленкой с зеркальной отра- соответственно.жающей поверхностью.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности для измерения дав- ления в условиях нестационарной температуры измеряемой среды (термоудара), и позволяет повысить точность измерения путем выравнивания распределения температуры и уменьшения длительности неустановившегося теплового процесса. Датчик содержит корпус 1, в вакуумирован- ной полости 9 которого размещена металлическая мембрана 2. выполненная за одно целое с цилиндрическим опорным основанием 3. На поверхности мембраны 2 расположены диэлектрическое покрытие 4 и тензочувствительная схема 5. Поверхность цилиндрического опорного основания 3 со стороны вакуумированной полости 9 покрыта теплоизоляционной пленкой 7, а внутренняя поверхность корпуса 1 - металлической пленкой 8 с зеркальной отражающей поверхностью. В датчике время восстановления теплового равновесия после термоудара уменьшается, в результате чего повышается точность измерения. 1 ил. Ё ю о х| О