Датчик давления Советский патент 1991 года по МПК G01L9/04 G01L19/04 

в

9 Ю

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в условиях быстропеременных температур. Цель изобретения - повышение точности измерения. Опорный элемент датчика, состоит из внутреннего и внешнего полых цилиндров 3 и 4, с одного конца связанных кольцевой.перемычкой 5, на которой размещены тензорезисторы растяжения 6 и 7 и сжатия 8 и 9. Другой конец внутреннего цилиндра 3 размещен на мембране 2. Под действием давления кольцевая перемычка 5 прогибается и возникает разбаланс мостовой схемы. За счет выполнения толщин стенок цилиндров 3 и 4, а также перемычки 5 с определенным соотношением достигается высокая точность измерения при быстроменяющейся температуре, 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

/

СО

С

Os XI

9

со о

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давлений в условиях быстропе- ременных температур.

Цель изобретения - повышение точности измерения давления в условиях быстро- переменных температур.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - разделительная мембрана и измерительный упругий элемент в форме кольца, выполненный как одно целое с коаксиально расположенными стойками опорного элемента, а также график распределения температуры по поверхности кольца и эпюра радиальной деформации кольца; на фиг.З - график распределения температуры по длине вшешней и внутренней стоек опорного элемента; на фиг.4 - мостовая измерительная схема датчика.

Опорный элемент состоит из внешней и внутренней стоек, выполненных в виде полых цилиндров 3 и 4, коаксиально установленных один относительно другого. С одного конца цилиндры соединены кольцевой перемычкой 5. При этом второй конец внешнего цилиндра 3 закреплен посредством кольцевого бурта на корпусе 1, а второй конец внутреннего цилиндра 4 размещен на мембране 2. Тензорезисторы 6-9 размещены на кольцевой перемычке 5, причем тен- зорезисторы 6 и 7 воспринимают деформацию растяжения, а тензорезисторы 8 и 9 - деформацию сжатия. Тензорезисторы соединены в мостовую схему (фиг.2) и защищены от влияния внешних факторов термопроходником 10,

Для обеспечения максимальной чувствительности.ширина кольцевой перемычки выбирается из зависимости

S 2d + 0,4г,

где г- наружный радиус внутреннего полого

цилиндра.

При этом толщина стенок внутреннего и

внешнего полых цилиндров 3 и 4 и толщина

перемычки 5 выбраны из соотношения

d h 3п,

где d - толщина стенки внешнего полого цилиндра;

h - толщина стенки внутреннего полого цилиндра,

п - толщина перемычки.

На фиг.З показан характер переноса теплоты через внутренний и внешний полые цилиндры подлине при воздействии термоудара на разделительную мембрану в моменты времени TI , TI , Гз . На фиг.2 показан характер изменения температуры на кольцевой перемычке по радиусу R в те же моменты времени т , Т2 , 7з . Равномерная теплопередача подлине опорного элемента достигается за счет одинаковой толщины стенок внутреннего и внешнего цилиндров.

Устройство работает следующим образом.

При подаче измеряемого давления Р на разделительную мембрану 2 последняя прогибается происходит перемещение внешнего цилиндра 4 относительно полого цилиндра 3. В результате происходит деформация измерительной кольцевой перемычки 5, причем в месте сопряжения последней с внутренним полым цилиндром

3 появляется деформация сжатия, а в месте сопряжения кольцевой перемычки 5 с внешним цилиндром 4 появляется деформация растяжения. Деформация кольцевой перемычки вызывает изменение сопротивлений

тензорезисторов 6, 7 и 8, 9. При подключении к входной диагонали измерительного моста напряжения питания (Ипит) на выходной диагонали появляется выходной сигнал (Uex). пропорциональный измеряемому давлению Р.

Формула изобретения 1, Датчик давления, содержащий корпус, установленные в нем мембрану, тензодатчики и опорный элемент, выполненный в виде внутренней и внешних стоек, установленных коаксиально и одним концом связанных перемычкой, при этом другой конец внутренней стойки размещен на мембране,

а внешней стойки соединен посредством бурта с внутренней поверхностью корпуса, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения в условиях быстропеременных температур, в нем внутренняя и внешняя стойки выполнены в виде полых цилиндров, а перемычка и бурт - в виде кольца, при этом тензодатчики установлены на перемычке, а толщина внешней, внутренней стоек и перемычка выбраны из

соотношения

d h 3п,

л

где d - толщина стенки внутренней стойки; h - толщина стенки внешней перемычки;

п -толщина перемычки, причем ширина кольца перемычки выбрана из зависимости

S 2d + 0,4r, где S - ширина перемычки;

г- радиус внутренней стойки опорного элемента.

О

ъ т, т

8

9 7

О

ъ ч

№zJ

4ter к