Датчик давления Советский патент 1974 года по МПК G01L7/08 G01L9/04 

1

Датчик предназначен для измерения давления или вакуума жидкости или газа.

Известен датчик давления, чувствительный элемент которого выполнен из двух обращенных друг к другу гофрированных мембран, образующих между собой кольцевую полость. С внешней стороны каждой мембраны у .вершин двух гофр разного диаметра имеются кольцевые выступы, на цилиндрических поверхностях которых расположены круглонавитые тензорезисторы. При возникновении в тюлости чувствительного элемента давления или вакуума мембраны выгибаются в сторону меньшего давления. Так как внешние и внутренние кромки мембран закреплены в соответствующих кольцевых буртах, изгиб каждой мембраны сопровождается возникновением в гофрах внутренних сил, деформирующих по диаметру кольцевые выступы с навитыми тензорезисторами. При этом кольцевые выступы каждой мембраны изменяются в диаметре с разными знаками относительно друг друга. Это позволяет получить на чувствительном элементе (из двух мембран) тензометрический мост, все четыре плеча которого активны.

Однако известный датчик не позволяет производить измерения с достаточной точностью.

В предлагаемом датчике давления мембраны разнесены относительно друг друга по высоте и соединены между собой цилиндрическими участками.

При изгибе мембраны гофры воздействуют на расположенные между ними цилиндрические участки так, что их противоположные края деформируются по диаметру с разными знаками. При этом размещенные у краев цилиндрической оболочки круглонавитые тензорезисторы получают приращения сопротивления разного знака, будучи идентичными по всем остальным параметрам. Последнее позволяет повысить точность датчика. Изобретение поясняется чертежом. Датчик, состоит из приемного штуцера 1, распорного кольца , 2, двух гофрированных мембран 3 и 4 с цилиндрическими участками 5 и 6 соответственно но серединам.

Два гофра каждой мембраны обращены кольцевыми выпуклостя-ми в сторону кольцевой рабочей полости чувствительного элемента датчика. На обеих цилиндрических оболочках, края которых переходят в соответствующие гофры, размещены тензорезисторы.

Мембраны имеют на внешней и внутренней окружностях плоские кромки, которыми они прикреплены, например, пайкой к штуцеру 1 и кольцу 2. Рабочая полость между мембранами сообщается с приемным штуцером 1 через имеющиеся в нем отверстия. С обеих сторон штуцера установлены кольцевые пластин

ки 7 и 8 со скобками для крепления концов тензорезисторов.

Датчик давления работает следующим образом.

Измеряемое давление жидкости или газа, передаваемое в рабочую полость через штуцер 1,.воспринимается кольцевыми поверхностями мембраны, обращенными внутрь. Под действием разности давлений между 1ра бочей полостью и внешней средой мембраны . выгибаются IB сторону меньшего давления. Так как внутренние и внешние кромки мембран закреплены, выгибающиеся гофры сообщают краям цилин1дрической оболочки усилия, которые деформируют эти края по диаметру с разными знаками. Расположенные на цилиндрическом участке у ее краев круглонавитые тензорезисторы соответственно работают на сжатие и растяжение.

Тензо,резисторы обеих мембран благодаря строго одинаковым условиям теплообмена обеспечивают одна другой надежную температурную компенсацию.

Кроме того, форма мембран предложенного датчика обеспечивает технологическую простоту процеса оснастки их круглонавитыми тензорезисторами.

Предмет изобретения

Датчик давления, содержащий чувствительный элемент, выполненный в виде двух образованных коническими оболочками мембран, на цилиндрических участках которых размещены круглонавитые тензодатчики, и приемный штуцер, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, мембраны разнесены относительно друг друга по высоте и соединены между собой цилиндрическими участками.