Датчик разности давлений Советский патент 1980 года по МПК G01L9/04 G01L13/02 

(54) ДАТЧИК РАЗНОСТИ ДАВЛЕНИИ

1

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к тензометрическим датчикам, в основном предназначенным для измерения малых разностей давлений жидкостей и газов.

Известны тензометрические датчики для измерения разности давлений, содержащие корпус, воспринимающие давление элементы, центры которых жестко соединены через шток с упругим элементом (например, консольной пластиной) с наклеенными тензорезисторами, преобразующими деформацию упругого элемента в электрический сигнал 1.

Наиболее.близким по технической сущности к изобретению является датчик разности давлений, содержащий корпус, чувствительные к давлению элементы, связанные через передаточный механизм с упругим элементом в виде консольной балки с тензорезисторами, включенными в измерительную схему 2.

Известные датчики обладают низкой чувствительностью, так как передача усилия, действующего, например, от мембран на упругий элемент через передаточный механизм, выполненный в виде щтока, жестко соединяющего центры мембран с упругим элементом, не позволяет создать высокое напряжение при малой разности давлений на упругом элементе в зоне наклейки тензорезисторов. Кроме того, в известных датчиках с понижением усилия, воспринимаемого упругим элементом, резко возрастают погрещности измерения.

Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что перадаточный механизм выполнен в виде двуплечего рычага, одно плечо которого выполнено в виде двух симметрично расположенных пластин,одни концы которых жестко связаны через щтоки с центрами чувствительных к давлению элементов (мембран), а другие - с концами второго плеча рыча15га, установленного перпендикулярно оси симметрии расположения пластин и связанного своим центром через упругий щарнир с корпусом датчика, и балки, один конец которой выполнен за одно целое с упругим

20 элементом, а другой жестко связан с одним из концов второго плеча рычага.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема датчика разности давлений; на фиг. 2 - эпюры моментов.

В корпусе 1 датчика размещены две гофрированные, соосно расположенные, мембраны 2, передаточный механизм -в виде двуплечего рычага (/С, L). Плечо /С выполнено в виде двух симметричных пластин 3, связанных через штоки 4 с центрами мембран 2, а центр плеча L жестко связан через планку 5 с корпусом датчика. Один из концов этого плеча связан через балку 6 с упругим элементом 7.

На упругом элементе размещены тензорезисторы 8, объединённые в измерительную схему моста. Электрическое соединение мостовой схемы с источником напряжения и с измерительным прибором осуществляется при помощи герметичного разъема 9. Для предохранения мембран от поломок при перегрузках по давлению используются опорные подушки 10, имеющие профиль мембран. Давление подается через штуцеры 11.

Датчик работает следующим образом.

Давление Р i и Ра через соответствующие штуцеры 9 подаются в полости А н Б. Возникающая разность преобразуется гофрированными мембранами в усилие, которое усиливается передаточным механизмом, деформирующим упругий элемент с тензорезисторами, объединенными в мостовую схему. Балансировка усилий от мембран осуществляется за счет изменения плеч рычага передаточного механизма.

Использование изоб ретения в датчиках, предназначенных для измерения малых разностей давления, улучшит метрологические

характеристики этих датчиков, в 4-5 раз увеличит чувствительность н в 5-10 раз повысит точность измерения.

JФормула изобретения

Датчик разности давлений, содержащий корпус, чувствительные к давлению элементы, связанные через передаточный механизм с упругим элементом в виде консольной балки с тензорезисторами, включенными в измерительную схему, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, передаточный механизм выполнен в виде двуплечего рычага, одно плечо которого выполнено в виде двух симметрично расположенных пластин, одни концы которых жестко связаны через штоки с центрами чувствительных к давлению элементов, а другие - с концами второго плеча рычага, установленного перпендикулярно

20 оси симметрии расположения пластин и связанного своим центром черуез упругий шарнир с корпусом датчика, н б.а.1ки, один конец которой выполнен за одно целое с упругим элементом, а другой жестко связан с одним из концов второго плеча рычага.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Патент США № 3518886, кл. 73-407, 30 07.07.70 (прототип).