Датчик давления Советский патент 1977 года по МПК G01L9/04 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности, к тензометрическим датчикам давления.

Известны тензометрические датчики давления для измерения перепадов давления меньше 1 кгс/см (0,1 МПа), содержащие чувствительный элемент в виде сильфона, преобразующего давление в силу, воздействующую на консольную балку с наклеенными на нее тензорезисторами 1.

Известен также тензорезистивный датчик давления с повышенной чувствительностью 2, содержащий чувствительный элемент в виде мембраны, на которой закреплены несколько рядов стоек с тензорезисторами.

Известные тензорезистивные датчики давления имеют большие погрешности при измерении динамических колебаний давления, так как наличие чувствительного элемента в виде круглой мембраны, не позволяет получить при малых перепадах давлений над и под мембраной достаточно малый объем надмембранного пространства (со стороны измеряемого давления). Практически не удается получить этот объем менее 100 мм, время отсоса которого (время измерения) при перепаде давлений 10 Па составляет 30-40 с.

Для повышения точности при динамических измерениях в предлагаемом датчике давления, содержащем чувствительный элемент и упругий элемент в виде консольных балок с наклеенными на них тензорезисторами, чувствительный элемент выполнен в виде кольцевой мембраны, а сечения балки в плоскости действия измеряемых нагрузок спрофилированы по закону:

I 1

h

X

где hx - текущая толщина балки; hu - толщина балки в заделке; / -длина балки; X - текущая координата длины балки.

Па фиг. 1 изображен общий вид описываемого датчика в разрезе; на фиг. 2 - то же, разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - заделка кольцевой эластичной мембраны; на фиг. 4 - сечение балки, спрофилированное по указанному выше закону, и эпюра нормальных напряжений и относительных деформаций.

Датчик давления содержит упругий элемент 1, нредставляющий собой две консольные балкн, спрофилированные по указанно1 1у закону, и чувствительный элемент в виде эластичной кольцевой мембраны 2, охватывающей упругий элемент. Мембрану 2 закрепляют и уплотняют между кольцами 3 и 4 затяжкой торцевых дисков 5 винтом 6. Сборка вставлена в гнездо корпуса 7 (например, пневмокоммутатора). В кольцевую выточку Б корпуса, обра