Датчик давления Советский патент 1982 года по МПК G01L11/00 G01L13/02 

(54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ

, ., Т. . - .. . Изобретение относится к измерительной техкике, а именно к устройствам для измерения неэлектрических величин электрическими методами, и может быть использовано для измерения давления, перемещения и деформации при лабораторных исследованиях. . Известны устройства, содержащие два неподвижных электрода И один подвижный элек трод, размещенный между неподвижными элек тродами, помещенными в электролит. Перемещения подвижного электрода вызывает изменение сопротивления.столба электролита между ним и неподвижными электродами пропорционально измеряемой деформации. Устройства обладают высокой чувствительностью 11.. Наиболее близким по технической суцдао- . стн к изобретению является датчик давления, содержащий мембрану и связанный с нею дифференциальный электрический преобразователь перемещения, образованный элементом активного сопротивления с двумя выводами и контактирующим с ним подвижным контактом, расположенным между выводами 2. Однако известные датчики обладают погрешностью, связанной с изменением активного сопротивления при изменении температуры. Цель изобретения - повышение точности. .Поставленная цель достигается тем, что в устройстве на фиксированном расстоянии от подвижного контакта в направлении одного из выводов установлен дополнительный контакт, причем выводы и через переключатель оба контакта подключены в мостовую схему. Кроме того, элемент активного сопротивления с выводами вьшолнен в виде емкости с электролитом и двумя неподвижными электродами, а подвижный и дополнительный контакты - в виде подвижного и дополнительного электродов. На фиг. 1 изображен датчик общий вид, в разрезе; на фиг. 2 - электрическая схема. Датчик содержит камеру с электролитом 1, неподвижные электроды 2, укрепленные на изолирующей, планке 3, и подвижный измерительный 4 и дополнительный калибровочный S электроды, установленные на заданном расстоянии друг от друга на изолирующем стержне 6, соединенном с чувствительным элементом 7 в виде мембраны, закрепленным посредством прижимного кольца 8 к корпусу 9 датчика, имеющего отверстие 10 для вывод проводов 11 и регулируемое отверстие 12 компенсационной камеры 13 с гибкой изолирующей прокладкой 14. На фиг. 2 представлены для пояснения принципа работы датчика .переменное сопротивление полумоста 15, переключатель 16, переменное сопротивление 17, согласующий усилитель 18, регистрирующее устройство 19, составляющие вместе с электролитическим датчиком измерительную схему. Датчик работает следуклцим образом. Для проведения измерений датчик включае ся в схему измерительного моста, где электролит 1 между каждым из неподвижных . электродов 2 и одним, например подвижным измерительным 4, электродом составляет два плеча измерительного моста, двумя другими плечами является переменное сопротивление 15., Перед началом измерения проводится тарировка датчика, при этом в измерительную сх му через переключатель 16 включен подвижный . измерительный электрод 4. Измерительный мост балансируется сопротивлением 15 и записывается соответствующее нулевое положение регистрирующим устройством 19. Под действием,, например, зада1шого давления, величина которого известна, чувствительный элемент 7 (мембрана) датчика прогибается пропорционально приложенному давлению и через стержень 6, на котором установлены подвижные измерительный 4 и калибровочный 5 электроды, перемещает их между неподвиж ными электродами 2, удаляясь от одного и приближаясь к другому. При этом происходит изменение сопротивления в плечах полу моста электролитического преобразователя про порционально перемещению подвижного измер тельного электрода 4, а следовательно, и изменение электрического, напряжения в диагонали измерительного моста пропорционально давлению на чувствительный элемент 7. Электрическое напряжение с диагонали изм рительного моста через переключатель 16 поступает на согласующий усилитель 18 и переменным сопротивлением 17, включенным в диагональ измерительного моста, устанавливается величина электрического напряжения на входе согласующего усилителя 18, необходимая для обеспечения достаточного размаха амплитуд в регистрирующем устройстве 19 от ожидаемых давлений в процессе измерени Давление на чувствительный элемент 7 (мембрану) по величине подается определенными дискретными ступенями и соответственно записывается регистрирующим устройством 19. По зарегистрированным результатам строится тарировочный график и определяется тарировочный ;соэффициёнт (угол наклона тарировочного графика). После снятия давления с чувствительного элемента 7 и записи соответствующего нулевого положения регистрирующим устройством 19 переключателем 16 отключается измерительный электрод 4 и включается в измерительную схему калибровочный электрод 5, одинаковый по своим параметрам с измерительным электродом 4, установленный на изолирующем стержне 6 ближе, чем измерительный электрод 4, к одному из неподвижных электродов 2 на заданное расстояние, что эквивалентно перемещению измерительного электрода 4 на . такое же расстояние под действием измеряемой величины. Этот зарегистрированный результат в дальнейщем при проведении измерений служит эталоном для калибровки и контроля тарировочного коэффициента. Если при периодическом переключении переключателем 16 калибровочного электрода 5 . 3 процессе проведения измерений отмечено изменение зарегистрированного результата, соответственно вносится изменение в значение тарировочного коэффициента или в зависимости от условий проведения измерений этот сигнал калибровки на регистрирующем устройстве поддерживается постоянным путем изменения сопротивления 17, следовательно сохраняется постоянным тарировочный коэффициент. Через регулируемое отверстие 12 камеры 13 и гибкую изолирующую прокладку 14 осуществляется компенсация атмосферного давления. Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повыщении точности устройства за счет возможности калибровки и контроля масщтабного коэффициента в процессе измерений. Фор м у ла изобретения 1. Датчик давления, содержащий мембрану, и связанный с нею дифферециальный электрический преобразователь перемещения, образованный элементом активного сопротив- ления с двумя выводами . и контактирующим с ним подвижным контактом, расположенньш между выводами, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности, в нем на фиксированном расстоянии от подвижного контакта в направлении одного из выводов