Тензорезисторный датчик давления Советский патент 1993 года по МПК G01L9/04 

з 70 5 г

(Л

С

Изобретение относится к тензорези- сторным датчикам давления и может быть использовано для определения избыточных давлений. Цель изобретения - повышение точности и упрощение конструкции датчика. Для этого в тензодатчике давления, имеющем корпус 1, упор 10, упругий элемент 4 с жестким центром и тензорезисторы 6-9, деформируемая часть упругого элемента выполнена в виде двух концентрично расположенных колец, на наружных цилиндрических поверхностях которых размещены тензорезисторы. При подаче давления, при фиксированном от осевых перемещений жестком центре, меридиональные сечения колец 2 и 3 поворачиваются в противоположных направлениях. Возможна реализация измерительной схемы с четырьмя активными тензорезисторамм. 1 ил.

11111

Изобретение относится к измерительной технике и может 6bif ь использовано для определения с высокой точностью избыточных давлений.

Известен тензометрический датчик дав- ления, чувствительный элемент которого выполнен в виде четного числа коаксиально расположенных цилиндров, соединенных последовательно между собой противоположными торЦами, на внешней поверхности которых расположен ь ензоэДементы.

К недостаткам такого Датчика следует отнести сложность конструкции упругого элемента, выполняемого составным; сложность намотки тензорезисторов и их герме- тизации.

Известно устройство диафрагмы для преобразователя давления, представляющее собой находящийся в корпусе пьезоэлектрический, пьезорезистивный, индуктивный, омический или емкостный преобразователь, соединенный с диафрагмой при помощи силопередающего элемента, сопряженного с корпусом при помощи упругой оболочки, и опорной части; диафрагма представляет собой сопряженную с корпусом опорную часть, которая соединена с силопередающим элементом при помощи упругого шарнира, образованного

тремя кольцевыми проточками.

Для данной конструкции характерны большая погрешность измерения, связанная с многозвенностью силопередаю щих цепей, сложность конструкции, заключающаяся в применении специального преоб- разователя силы, обеспечивающего линейный выходной сигнал при нелинейности входного сигнала.

Целью изобретения является повышение точности измерения и упрощение кон- струкции.

Цель достигается тем, что в упругом элементе датчика, имеющем жесткий центр и выполненные с одной его стороны две кон- центрично расположенные кольцевые про- точки, а с другой стороны третью кольцевую проточку, расположенную концентрично первым двум между ними, в жестком центре концентрично первьТм двум кольцевым проточкам выполнена четвертая кольцевая про- точка, образующая в жестком центре центральный цилиндрический опорный элеФормула изобретения

Тензорезисторный датчик давления, содержащий корпус, закрепленный в нем упругий элемент в виде пластины с жестким

5 40

15

0 5

0

5

0

5 0

мент, контактирующий с упором, при этом тензорезисторы расположены соответственно на внешних боковых поверхностях жесткого центра и пластины упругого элемента.

Конструкция датчика показана на чертеже.

Упругий элемент датчика, будучи телом вращения, включает в себя корпусную часть

1 с подводящим штуцером и пластину с жестким центром, которая, будучи цельной, состоит из следующих условно составных частей: колец 2 и 3, центрального цилиндрического опорного элемента 4, кругового упругого шарнира 5. При этом кольцо 2 и упругий шарнир 5 образованы выполненными с одной стороны пластины двумя концентричными проточками и третьей кольцевой проточкой, расположенной с другой стороны пластины концентрично между первыми двумя проточками. Кольцо 3 образовано четвертой кольцевой проточкой, выполненной в жестком центре пластины концентрично остальным проточкам, Эта проточка образует также в жестком центре центральный ци- линдрический опорный элемент 4. На внешних боковых поверхностях пластины упругого элемента расположены тензорезисторы б и 7, а на внешних боковых поверхностях жесткого центра -тензорезисторы 8 и 9. Центральный цилиндрический опорный элемент 4 контактирует с упором 10, одновременно выполняющим роль кожуха, герметизирующего рабочую зону тензорезисторов и сопряженного с корпусной частью упругого элемента винтами 11 через прокладку 12.

Датчик работает следующим образом. При подаче давления во внутреннюю полость упругого элемента, за счет давления на пластину при фиксированном от осевых перемещений цилиндрическом опорном элементе 4, меридиональные сечения колец

2 и 3 поворачиваются в противоположных направлениях. При этом тензорезисторы 8 и 9 испытывают приращение деформаций сжатия, а тензорезисторы 6 и 7 - растяжения. Это позволяет реализовать измерительную мостовую схему с четырьмя активными тензорезисторами, повысить точность измерения и упростить конструкцию.

центром, расположенный соосно с ним упор и тензорезисторы, причем в пластине упругого элемента выполнены с одной ее стороны две концентрично расположенные кольцевые проточки, а с другой ее стороны

выполнена третья кольцевая проточка, расположенная концентрично первым двум между ними, о т л и ч а ющийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения конструкции, в жестком центре концентрично первым двум кольцевым проточкам выполнена четвертая кольцевая проточка,

образующая в жестком центре центральный цилиндрический опорный элемент, контактирующий с упором, при этом тен- зорезисторы расположены соответственно на внешних боковых поверхностях жесткого центра и пластины упругого элемента.