Датчик давления Советский патент 1992 года по МПК G01L9/04 G01L1/22 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения с высокой точностью избыточных давлений.

Известен тензорезисторный датчик давления, содержащий корпус, на который опирается кольцо с размещенными на его поверхности тензорезисторами, поджатыми к этим поверхностям силовоспринимаю- щим элементом, выполненным в виде разрезного стакана, снабженного на внутренней поверхности сгонной муфтой.

Существенными недостатками такой конструкции являются малый коэффициент передачи и неизбежное трение тензорези- сторов о торцовые поверхности изоляторов, что снижает точность измерения давления.

Известен тензорезисторный датчик давления, у которого упругий элемент выполнен в форме цилиндрического колпачка, на внутренней цилиндрической стенке которого размещены тензорезисторы, а сам упругий элемент по наружной резьбе на фланце у свободного торца колпачка сопряжен с корпусом, навинчиваемым на трубу.

В этой конструкции между тензорези- сторами и упругим элементом нет промежуточных звеньев, что является несомненным преимуществом. Однако, ввиду того, что тензорезисторы располагаются на одной поверхности упругого элемента, невозможно реализовать мостовую схему с одинаковыми по величине, но попарно разными по знаку деформациями четырех активныхтен- зорезисторов, что снижает сигнал и ухудшает чувствительность и линейность характеристики датчика. Кроме того, при использовании упругого элемента датчика невозможно использовать винтовые тензорезисторы.

Целью изобретения является повышение чувствительности датчика.

Цель достигается тем, что упругий элемент выполнен в виде опорной части и средней поршневой части, которая через конические кольцевые элементы, зеркально ориентированные друг относительно друга, соединена с цилиндрическими оболочками, на которых размещены тензорезисторы, при этом упругий элемент статически нагружен заданным осевым усилием.

На чертеже представлена конструкция датчика.

В датчике упругий элемент, будучи цельным, состоит из следующих условно составных частей: опорной части 1, поршневой части 2, конических кольцевых элементов 3

и 4, цилиндрических оболочек 5 и 6. На наружной цилиндрической поверхности оболочки 5 находятся тензорезисторы 7, а на наружной цилиндрической поверхности оболочки б - тензорезисторы 8. От внешней

среды рабочая зона тензорезисторов герметизируется корпусом 9. который сопряжен с опорной частью упругого элемента через дистанционное кольцо 10 при помощи винтов 11.

Собирается и работает датчик следующим образом.

После размещения тензорезисторов 7 и 8 на оболочках 5 и 6 упругого элемента, последний сопрягается с корпусом 9 и образующийся осевой зазор между опорной частью упругого элемента и корпусом. определяемый толщиной дистанционного кольца 10 в зависимости от величины номинального измеряемого давления, выбирается при помощи винтов 11, При этом поршневая часть упругого элемента датчика перемещается в осевом направлении в сторону опорной части и тензорезисторы 7 и 8 испытывают деформацию сжатия. При подаче давления во внутреннюю полость датчика, поршневая часть упругого элемента перемещается в противоположном направлении и тензорезисторы 7 догружаются, испытывая приращение деформаций сжатия,

а тензорезисторы 8 разгружаются, испытывая приращение деформаций растяжения, Это позволяет реализовать мостовую измерительную схему с четырьмя активными тен- зорезисторами.

Фо рмулз изобретения

Датчик давления, содержащий размещенный в корпусе упругий элемент, выпол- ненный в форме тела вращения, и тензорезисторы, отличающийся тем,

что, с целью повышения чувствительности, упругий элемент выполнен в виде опорной части и средней поршневой, которая через конические кольцевые элементы, зеркально ориентированные друг относительно друга,

соединена с цилиндрическими оболочками, на которых размещены тензорезисторы, при этом упругий элемент статически нагружен заданным осевым усилием,

Использование: в измерительной технике. Сущность изобретения: упругий элемент датчика в форме тела вращения выполнен в виде опорной части 1 и средней поршневой части 2, которая через конические кольцевые элементы 3 и 4, зеркально ориентированные друг относительно друга, соединена с цилиндрическими оболочками 5 и 6, на которых размещены тензорезисторы 7 и 8. L Упругий элемент статически нагружен за- L. данным осевым усилием. 1 ил. сл С -ч| 00 ел а Ы.