Тензорезисторный манометр Советский патент 1992 года по МПК G01L9/04 

Изобретение относится к измеригелной технике и может быть использовано для измерения с высокой точностью давлений.

Известен датчик давления, содержащий теплопроводный корпус, жестко скреп- ленные с ним подводящие трубопроводы и чувствительный элемент, один конец которого жестко соединен с подводящим трубопроводом, а другой соединен с трубопровдом с помощью сильфона. При этом трубчатый чувствительный элемент выполнен с тонкостенным рабочим и толстостенными компенсационными участками.

К недостаткам прототипа следует отнести сложность конструкциии, многодеталь- ность, необходимость специальных средств термокомпенсэции, связанные с невозможностью реализовать мостовую схему с четырьмя активными тензорезисторами,

Известен датчик давления, принятый в качестве прототипа, содержащий манометрическую трубку с подводящими каналами для включения в магистраль, концы которой связаны по хорде стержнем, на котором расположен преобразователь перемеще- ния в электрический сигнал.

К недостаткам прототипа следует отнести высокую нелинейность, малый частотный диапазон измерения, невозможность измерения высоких и сверхвысоких; дав- лений.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет получения линейной характеристики, расширение диапазона давлений в сторону сверхвысоких давлений и частотного диапазона датчика.

Это достигается тем, что упругий элемент выполнен в виде плиты в форме четырехугольной прямой призмы, а подводящий и отводящий штуцеры закреплены на про- тиволежащих ее боковых ребрах, при этом по оси симметрии призмы выполнено сквозное цилиндрическое отверстие, а по обе сто- роны от него в одной плоскости, параллельной основаниям, - два идентич- ных С-образных канала, первый конец каждого из которых сообщен с полостью подводящего штуцера, а второй - с полостью отдводящего штуцера, причем преобразователь перемещения в электрический сигнал выполнен в виде четырех тензодат- чиков, каждый из которых .установлен на поверхности цилиндрического отверстия в плоскости С-образных каналов напротив бокового ребра.

На фиг. 1 и 2 представлена конструкция датчика.

Упругий элемент 1 выполнен в виде плиты в форме четырехугольной проямой призмы и имеет сквозное цилиндрическое

отверстие 2, выполненное по оси симметрии призмы. По обе стороны от отверстия в одной плоскости, параллельной основаниям, выполнены два идентичных С-образных канала 3 и 4, соединенных между собой и с подводящим и отводящим штуцерами 5 и 6. На внутренней цилиндрической поверхности отверстия расположены тензорезисто- ры 7 и 8.

Работает датчик следующим образом.

При подаче во внутреннюю полость датчика измеряемого давления Р, на упругий элемент будут действовать силы, равнодействующие которых FI и F2 пропорциональны величине измеряемого давления. Под действием этих сил цилиндрическое отверстие примет форму эллипса с большой осью, проходящей через тензорезисторы 7, а малой - через тензорезисторы 8. Таким образом, тензорезисторы 7 получают деформации сжатия, а теизонрезисторы 8 - растяжения. Это позволяет реализовать мостовую измерительную схему с четырьмя тензорезисторами.

Техническим преимуществом предлагаемой конструкции является малая инерционность за счет замкнутости контура упругого элемента, симметричности потоков, возможность измерения более высокого давления, линейность датчика.

Формула изобрете.ния

Тензорезисторный манометр, содержащий чувствительный элемент с подводящим и отводящим штуцерами, на котором закреплен тензорезисторный преобразователь перемещения в электрический сигнал, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет получения линейной характеристики, расширения диапазона давлений в сторону сверхвысоких давлений и частотного диапазона датчика, в нем упругий элемент выполнен в виде плиты в форме четырехугольной прямой призмы, а подводящий и отводящий штуцеры закреплены на противолежащих ее боковых ребрах, при этом по оси симметрии призмы выполнены сквозное цилиндрическое отверстие, а по обе стороны от него в одной плоскости, параллельной основаниям - два идентичных С-образных канала, первый конец каждого из которых сообщен с полостью подводящего штуцера, а второй - с полостью отводящего штуцера, причем преобразователь перемещения в электрический сигнал выполнен в виде четырех тен- зодатчиков, каждый из которых установлен на поверхности цилиндрического отверстия в плоскости С-образных каналов напротив бокового ребра.

Фаг 1

Использование: в измерительной технике и для измерения давления. Сущность изобретения: упругий элемент 1 выполнен в виде плиты в форме четырехугольной призмы на противоположных ребрах которой размещены подводящий (6) и отводящий (5) штуцеры. По оси симметрии призмы выполнено сквозное цилиндрическое отверстие