Устройство для измерения давления Советский патент 1981 года по МПК G01L13/02 G01L9/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к тензорезисторным преобразователям давления. Известны устройства для измерения давления 1. Недостатком таких преобразователей является ограниченный диапазон измерения в области малых давлений. Наиболее близким по технической сущности к данному устройству является устройство, содержащее корпус, разделенный на полости высокого и низкого давлений чувствительным элементом, сильфоном с малой эффективной.площадью, один конец которого жестко соединен с корпусом, а другой - с жестким центром чувствительного элемента, и преобразователь давления в электрический сигнал 2. Недостатком известного устройства является то, что изменение температуры окружающей среды вызывает изменение начального объема жидкости в камере и, следовательно, изменение начального давления, что приводит к изменению выходного электрического сигнала преобразователя, т. е. к появлению дополнительной погрещности. Недостатком указанного преобразоБателя является также то, что при измерении разности давлений возникает дополнительная погрещность от воздействия статического давления вследствие сжимаемости жидкости. Целью изобретения является повышение точности измерения. Это достигается тем, что, со стороны преобразователя давления в корпусе установлен упругий элемент, образующий с корпусом преобразователя, чувствительным элементом, сильфоном и преобразователем избыточного давления камеру, гидравлически соединенную с полостью низкого давления, при этом объем камеры выбран из соотнощения:/F4 Ь V, - V ч Сг. (j 1 т-ЕгГТТSTTF:; () .V---Ib/ft- VC, Cii-CjATj-jT TciTcn-уА„ гдеV - объем камеры, образованной внутренней полостью сильфона и полостью преобразователя избыточного давления;

Vj - объем камеры, образованный корпусом, чувствительным элементом, сильфоном, тензорезисторным преобразователем избыточного давления и упругим элементом;

И).,Рз -эффективные площади мембранного преобразователя избыточного давления, силь фона, чувствительного и уп ругого элементов;

. -жесткости мембраны преобразователя избыточного давления, сильфона, чувствительного и упругого «элементов;

и Эг.ц, -коэффициенты температурного расширения жидкостей в камерах Vi и VzНа чертеже представлен общий вид устройства, которое состоит из корпуса 1, чувствительного элемента 2, сильфона 3, преобразователя давления 4, упругого элемента 5, камер 6 и 7, заполненных жидкостью.

Разность давления воздействует на чувствительный элемент 2, жесткий центр которого связан с сильфоном 3, и создает давление PI в камере 7, заполненной жидкостью. Давление Р« воздействует на преобразователь давления 4, вызывая деформацию тензорезисторов, включенных в мостовую измерительную схему. Сигнал, снимаемый с мостовой схемы, пропорционален измеряемой разности давлений. При увеличении температуры окружающей среды на преобразователь 4 воздействует ка внещнес давление за счет расширения жидкости в камере 6, так и внутреннее давление в камере 7. Выполнение камеры 6 с объемом, выбранным в соответствии с соотнощением ( /, дает возможность получить при изк шнии температуры равенство давлений в амерах 6 и 7, воздействующих на преобр JBaтель 4, и устранить температурную ipemность из-за расширения жидкости.

Достоинством указанного устройства является также и то, что при измерении разности давлений изменение статического давления не влияет на характеристику выходного сигнала.

Формула изобретения Устройство для измерения давления, содержащее корпус, разделенный чувствительным элементом на полости высокого и низкого давлений, сильфон, один конец которого жестко соединен с корпусом а другой конец - с жестким центром чувствительного элемента, преобразователь давления в электрический сигнал, внутренняя полость которого гидравлически соединена с внутренней полостью сильфона, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, со стороны преобразователя давления в корпусе установлен упругий элемент, образующий с корпусом преобразователя, чувствительным элементом, сильфоном и преобразователем давления камеру, гидравлически соединенную с полостью низкого давления, при этом объем камеры выбран из соотношения:

.у V/(.

П.

еV -объем камеры, образованной внутренней полостью сильфона и полостью преобразователя давления; Vi. - объем камеры, образованной корпусом, чувствительным элементом, сильфоном, преобразователем давления и упругим элементом;

F,,, и Рц -эффективные площади преобразователя давления, сильфона, чувствительного и упругого элементов соответственно;

t i Ciil-3 м Сц жесткости преобразователя давления, сильфона, чувствительного и упругого элементов соответственно;

-коэффициенты температурного расширения жидкостей в камерах Vi и Vi. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

546803, кл. G 01 L 13/02, 1975 (протоип).