Преобразователь давления Советский патент 1991 года по МПК G01L11/00 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при разработке тензометри- ческих преобразователей избыточного, абсолютного давления и разности давлений.

. Цель изобретения - повышение чувствительности преобразователя,

На фиг.1 показан преобразователь, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сверху.

Преобразователь давления состоит из чувствительного элемента, выполненного из двух гофрированных мембран 1, по периферии жестко соединенных с распорным кольцом 2, закрепленным на внутренней поверхности кольцевой обоймы 3, на которой смонтированы токопроводы 4. В центральной части мембраны 1 снабжены жесткими центрами 5. Кольцевую обойму 3 охватывают три двояковогнутых контура, выполненных из ленточных пружин 6 и 7, закрепленных на диаметрально противоположных наружных участках обоймы 3. Максимально вогнутый участок ленточной пружины 6 жестко соединен с жесткими центрами 5 мембран 1. На выпуклые участки ленточной пружины 6 намотаны тензорези- сторы из литого микропровода 8, образующие два активных плеча тензомоста, На каждую крайнюю пружину 7 намотаны проволочные тензорезисторы 9, образующие компенсационные плечи тензомоста. Концы проволочных тензорезисторов 8, 9 закреплены на токопроводах 4. Внутренняя полость чувствительного элемента соединена с измеряемой средой штуцером 10. Чувствительный элемент преобразователя установлен в корпусе (не показан).

Система - мембрана, пружина, микропровод - должна обладать определенным соотношением жесткостей, выражающимся общей зависимостью

1 к

См Сп 2 CSi , 2| 1

где См - жесткость мембраны;

Сп - жесткость ленточной пружины;

Св - жесткость i-ro витка микропрово- да;

К - количество витков микропровода.

При этом жесткость микропровода, находящаяся в прямой зависимости от его диаметра, выбирается минимально возможной из условия современного технического уровня ее производства. Жесткость ленточной пружины должна быть на 10-15% больше жесткости микропровода. Жесткость мембраны выбирается в зависимости от измеряемого давления, однако она должна быть больше, чем жесткость ленточной пружины и микропровода на величину не менее

15%.

1,15(Cn-f

1

2,Г

i 1

CBl).

Преобразователь работает следующим образом.

При изменении давления во внутренней полости упругого элемента жесткие центры 5 мембран 1, а также прикрепленные к ним вогнутые участки ленточной пружины 6, получат линейные перемещения, что в свою

очередь вызовет общую деформацию ленточных пружин, направленную в сторону уменьшения кривизны вогнутой части. При этом увеличивается длина прямого участка микропровода 8, намотанного по касательной к выпуклым участкам ленточных пружин, а следовательно,и его сопротивление, которое преобразуется известными методами в стандартный выходной сигнал.

Ленточные пружины 7 и микропровод 9

на них намотанный не реагируют на изменение давления. Лишь при изменении температуры окружающей среды компенсационные плечи тензомоста исключают погрешность, возникшую за счет влияния

температуры на ленточные пружины 6 и 7 и микропровод 8 и 9.

Формула изобретения Преобразователь давления, содержащий размещенные в корпусе чувствительный элемент, выполненный в виде двух мембран с жесткими центрами, закрепленных по периферии на распорном кольце, расположенном между ними, кольцевую обойму, на внутренней поверхности которой установлено распорное кольцо, а на диаметрально противоположных ее участках смонтированы токопроводы, связанные с проволочными тензорезисторами, при этом межмембранная полость сообщена с подводящим штуцером, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен тремя ленточными пружинами замкнутого контура - средней и двумя крайними, установленными с зазором одна относительно другой и охватывающими кольцевую обойму, при этом каждая из ленточных пружин изогнута с образованием двух противоположно вогнутых и выпуклых участков, при этом центры выпуклых участков ленточных пружин закреплены на диаметрально противоположных сторонах обоймы, а центры вогнутых участков средней ленточной пружины связаны с жесткими центрами мембран, причем радиус вогнутых участков пружин равен половине

расстояния между противоположными наружными поверхностями обоймы, а проволочные тензорезисторы намотаны на выпуклые участки ленточных пружин, при этом соотношение жесткостей мембран, ленточных пружин и проволочных тензоре- зисторов соответствует выражению

См 1,15(Сп-«

| t CBI) ,

2i l

где См - жесткость мембраны;

Сп - жесткость ленточной пружины СВ| - жесткость 1-го витка микропровода, К - количество витков микропровода

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при разработке тензометри- ческих преобразователей избыточного, абсолютного давлений и разности давлений. Фиг. 2 Цель изобретения - повышение чувствительности преобразователя. При подаче давления во внутреннюю полость упругого элемента жесткие центры мембран, а также прикрепленные к ним вогнутые участки ленточной пружины 6 получат линейные перемещения, что вызовет деформацию ленточных пружин, направленную в сторону уменьшения кривизны. При этом длина прямого участка микропровода 8, намотанного по касательной к выпуклым участкам ленточных пружин, увеличивается, что вызовет изменение его сопротивления. Ленточные пружины 7 и микропровод 9 не реагируют на изменение давления. При изменении температуры компенсационные плечи тензомо- ста исключают погрешность, возникающую за счет влияния температуры на ленточные пружины 6,7 и микропровод 8,9. 2 ил, fe 8 о ч с 1

Фиг.}