Датчик для измерения давлений Советский патент 1980 года по МПК G01L9/04 G01L7/08 

(54) ДАТЧИК ДЛЯ ИЭдеРЕНИЯ ДАВЛЕНИЙ

Изобретение касается приборостроения и может быть использовано ДЛЯ измерения давления жидких и газоёбразйых сред,.

Известен датчик для измерения давлений, содержащий установленную в корпусе плоскую мембрану с тензореэисторамй, размещенными на ней Щ.

Недостатком такого датчика явлйётся еро. низкая 1увствйтельТнос ь,

Наиболее близким по технической сувдности к предлагаемому является датчик, содержащий корпус и мембрану с жестким центром, на которой pffabje- .щены тензорезисторы 2.

Недостатком такого датчика также ябляется низкая чувствительность и, в частности, при измерении маЛах давлений.

Цель изобретения - повышение.чувствительности, - . .

Для этого предлагаемый датчик снабжен стержнем, один конец которого закреплен на мембране, а другой конец соединен гибкой тягой с жестким центром мембраны. На фиг. 1 представлен общий вид датчика для измерения давлений; на. фиг. 2, а, б - эпюры распределения

радиальных деформаций в мембране под воздействием измеряемого давле-:ния и изгибающего момента; На фиг. 2,в - эпюра суммарной радигшьной деформации на упругом элементе.

Датчик для измерения давлений содерхшт корпус 1 и мембрану 2с жестким центром 3, На мембране закреплен один конец стержня 4, другой

o конец которого соединен гибкой тягой 5 с жестким центром 3.

На наружном и внутреннем контуре мембрана 2 Вдоль ее дшйметра в зоне . максимальных деформаций расположены 5 тензорезисторы 6-13.

Устройство работает следующим о6.pasoM.- .. ;

Под действием измеряемого давления мембрана 2 совершает прогиб и

0 тензорезисторн 2, 8, 10, 12 и 7, 9, 11, 13 расположенные на наружном и внутреннем контуре мембраны 2, испытывают деформацию разного знака. Одновременно происходит поворот

5 стержня 4 на угол, пропорциональный величине измеряемого давления. Стержень 4 посредством тяги 5 воздействует на жесткийцентр 3, который вызывает дополнительный изгиб мембpaHH 2. Таким обраэом, тензорезистоы воспринимают суммарные радиальные еформации, возникающие в мембране епосредственно от давления Р и от воздействия изгибающего момента,пропфрционального измеряемому давлению Р, Из фиг, 2 видно, что тензорезисторы 9, 7 и б, 8 испытывают максимальные деформации, что обеспечивает повьаиенную чувствительность датчика. Щэи этом деформации мембраны будут максяямальными в случае расположения стержня 4 от центра мембраны 2 на расстоянии 0,5 (R г ), где R - наружный радиус мембраны;

j: - радиус жесткого центра мембраяы.

С целью еще большего повышения чувствительности в мембране вокруг жесткого центра может быть знполнена кольцевая проточка. Для улучшения стабильности характеристВТ датчика корпус 1, мембрана 2, жесткий пеятр 3 и стержень 4 могут быть выполнены из единого куска материала, Каш1бровку выходного сигнала датчика на заданный предел измерений можно проводить, изменяя жесткость стержня или жесткого центра за счет

изменений их геометрических параметров .

Такое выполнение устройства позволяет повысить его чувствительность и, в частности, при измерении малых давлений.

Формула изобретения

Датчик для измерения давлений, содержащий корпус и мембрану с жестким центром, на которой размещены тензорезисторы, отличающийся тем, что, с целью повьпиет ния чувствительности, он снабжен стержнем, один конец которого закреплен на мембране , а другой конец соединен гибкой, тягой с жестким центром мембраны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Агейкин Д.И., Костина Е.Н., Кузнецова Н,Н. Датчики .контроля и регулирования. М., Машиностроение,

1965, с. 578,

111 м t

4

t M M :f ) f It

К