Датчик давления Советский патент 1991 года по МПК G01L9/12 

Изобррг ние нг оситсм i3i pn- -nt ной технике в S3 гное in л гмкист иг дат чикам ДЭР 1пмик i- Ьытьиспог1ьзов JHJ для изиерени-i ( этического и дичамию vO го дац( пг i )злеиств и пойыаенньч мехаиичес i/nef(rpy

Цель изобрети ц- то но- сти за сиет уг/ ныпенич nor oeiMriocin от Мс ханических воздаИ1 оий

На чертеже 13обр л РЧ РМ ОСТНСЙ датчик давления

Емкосгныи датчи годерхи-; корпус1 упр,г i хесiким центром 2 ii on jpMf i r H lB Hnefi i Диац)па((11 4 закрзплен i i ч ц при i омощи поо кладки 5 LMIII ч , . ;je- фоомг ции PI r 1H3H Р двух пар прот,1Воле л м -ч . 7 оасполо женньк iio ЦРЧГП |р гродос 8 и 9 оас- полохеиш i/iiI ,ти Д1а|)ра1Ма

выполнен JC w i t Hjp J T iu и опорн; if.i основа,юм 1 1 р.) и г тьн, размеры ест кого це-iT i (i ию осмогания 11

/ мi /- -. t 2аг. г ым г J3Mc,.3M

J i 14 ,ijb I- On (рЧПГО MCliOHt H 3

/i . . -t (илшинс. : riTkOio U j.i j V r od1 с coo БС стеи-т. i лцде- леннь1. соотн членирм

Fp-iKOuT . дчзпения

Г СД- C Л Г пор I

lij.nop it e.ieHiie t5 rlниcтbve1 на мснЬь J со г )чочу e i , сю центра 2. j: tC4CTBiifr up-) чей Г|, |Чныи т ie -p ; иге икни 1 iacCiT r i or j лр , ьере- мли, i д н-и ц- ч t чого н i г|иг ii н г. / чего

ец i мен rp i .,1 Ji i с с увели чиьзг т Ltii Tbn 3 i . pn ioifJ с о идеи са.орр v Ti- ряггения ею на

jitN .L i u/- ч i ч in i дьформирую- 1.1, ixc 7 п i „ИР и . .t -ii, f аг.рния, i ч : тf лаг.л ния

t - .l О МСN

i 3 0 iiTHOi JHH ЦРНСЗЮр

Jn , IOr i

по ччим

сигнал, однозначно зависящий от измеряемого давления.

Для обоснования принятого соотношения рассмотрим более подробно упругую мембран),) гкмм центром 2 и диафрагму А с .Г:гмк (м центом 10

Прогиб мембраны с центром опредепчегсч следующим образом

U Ri

СЙ)1 - О

ГМ

) г С,2-1

I ---р- С Г

(1)

п

с Г1

С г- - п

1 - Bfij

п йш сиппч; RI - мембраны: гсм - клеткою центра, Е - упругости материала мембиь

hi - грлщичо мембраны,

//1 - соэФ рицпент Пуассона материала

мбран 1.

Прги б N с--I кого центра 10 диафрагмы

Б гоо сет гг м с соотношением (1) рапон

. R2

И i; И I г (2

(2)

.о вепи рзгмс

-г ом 2 относят с-1 к дкА„.

JJ±

4

Jn2C2 , Г2

г

На

Учитывая, что радиусы Ri мембраны и R2 диафрагмы равны () и радиусы жесткого цечтпз 2 мембраны и диафрагмы рач- ны (), можно сделать вывод, что Cr C2.

Для тою чтобы под воздействием Ln6- роускоренит зазора между цгчт- pani-ными электродами не изменялась, необходимо, чтоЬп прогибы от воздействия виброускорения у жестких центров 2 и 10 мембпзны и диафрагмы были равны, т е fiJoi WQ2 . В соответствии с этим, приравняв правые части равенства (1) и (2), получим

Л01- Л

дв1 -. Ар2

ft R22

Е9

(3)

П2

Учитывая предыдущие соображения (, С1 Сг) мохно записать

3d -/л

2

Л

О, Е,

Ri

(Ъ

3 i

.7

(4)

rV

Ј2 h2

L CBSiTi с тгч что толщина жесткого ентпз толщины мем- рс ны или дизфр м м- практически вся присоединенная масса сосредоточена в жестком центре. Масса жесткого центра 2 мембраны ряпнз

mi л- roi2-Hi-q,(5)

где Hi - толщина ЖРСТКОЮ центра 2 иомб- раны

QI - плотность материала мембраны Масса жесткого центра 10 диафрагмы pariH

712 л ,(6)

где Hi толщина жестко о центра 10 диаф- ригпы,

QT - плотность матер 1ала диафрагмы При ьепичиме Бпбро/скорении, раиной а, угд / возце сглу.оидие на жесткие цг-н- т,н 2 и IU, оудут coo ( гвенно рапны №. -им-а- г ij м()

Л ГГР d- /7 И , И л;(S)

ППДСТЭРЛЯЧ чирахрнич (7) и (8) в выра- ,кепие(4) юлучпм

Jr Ю1

Н П

, 1 - /м i F14V 9)

, Lr02 ча ( , Ч2 ; }

Ер Il2

После преобразований, учитывая что радиусы жестких центров } и 0 рс)рны между сг-Ti in to (-,) получат.

II- Ь)2- qi hl( 1 - (Ю)

t; hi П2 I 1 2 Коэффициент функции в/нпнил вибро- vKopCHt , Х Трчкгеризуюцип riorpeijinocTb от мехчничвсчих воздействии v ьредлспаемого датчика составило 03 1о -с м коэффициент Функции влияния механических удароа - 0,5 10 ° 2 м коэффициент функции влияния п и н е Г и ы х ускорений - 0,6 с2 м

}Таким образом припен нм ирсдгагаемого датччка позволяет уменылить noipeui- нос ж oi мехяничргки-с ви действий Уменьшение погрешности происходит за счет уменьшения зависимости величины

яежзлектродного зчзора центрального конденсатора от механич : их воздействии вследствие обеспечение близкого характера реакции элементов конструкции на кото- рыхра(пп1ожемы(пг-птроды

центра ihHorc кондгмк юоа -vsx HH4eским ВОЗЛРЙСТВИРМ

Формула и з о б р р i н и я

Датчик дзгл°ни - год цжгщпп кот пус,

упругую мембрану с жесинм центром и

опорным осноганиег i мг н п

на мембране с затором и i мк i т ч г реобразоватепь деформации в п/е дпуу пар

протуттлежащил эгмМчаюцг )гпг лон енних по центру и периферии мембраны и диска, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения погрешности от механических воздействий, в нем диск выполнен в виде диафрагмы с утолщенные жестким центром и опорным основанием, имеющими радиальные размеры, разные радиальным размерам жесткого центра и опорного основания упругой мембраны, при этом диафрагма расположена зеркально по отношению к мембране, а толщина На ее жесткого центра выбрана из соотношения

Н2 Е2 -ha7 -qi -(1 i2)

Ei -hi3 q2()

модуль упругости материала диаф

толщина диафрагмы;

плотность материала упругой мемгде Е2 рагмы;

Г12

qi браны;

Hi - толщина жесткого центра упругой мембраны;

EI - модуль упругости материала упругой мембраны;

hi - толщина упругой мембраны;

q2 - плотность материала диафрагмы;

/U - коэффициент Пуассона материала упругой мембраны;

ici - коэффициент Пуассона материала диафрагмы.

Изи тетрн е о носится ч мкосгмы -Д |ГЧ1ЖаП Д-ШгечН. « (jM oi И (Л I Vib SO ванодп HIM :лт ческс и динамически i г д - в /1 i1 , г мл во лейсгзии позышс г ы пь члм еских г З иузок Цель-о из ретечил явпзется г.овьииег ие из ррений за с«ет умено ени)1 to- реш -ости oi БОЗДОЙС i чип Датни дйгзпения содержит юрьус 1 иемб- 0 iHy е тким центром 2 и unot нь«м ссно- РЛ.И J дпн4)р31Ь у л чакирплсн |ую на . i преобразователь деФор чни в вид° двух пор 6 7 и 8, 9 протичо, е чащи ЛРКТродов расположен- HI no -нтру и ()ми мембраны и дилфгзгмы ДиМрРгма вьт оянеиа с жестким 0 л опорным основанием 11 jrV l .Л, - ,o J J i КОТОрЧ ЭВЧИ Ь-.Лдиальнып зг- рр -: f r .ou 2 и (ПОрНГ О О ),- Ч 1 Гл V г, )Мь ° Oi L lHha te« p 0,ти- Рч( м Of по г предг1/1 -1 -м v 30THf-iij HV-C i