Устройство для измерения давления
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАН И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 580468
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.04.76 (21) 2342725/10 (51) М. Кл.з G01L 7/06
G 01L 19/04 с присоединением заявки №
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытии (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.11.77. Бюллетень № 42 (45) Дата опубликования описания 18.01.78 (53) УДК 531.787(088.8) (72) Автор изобретения
И. М. Шендерович (71) Заявитель
Научно-исследовательский институт гидрометеорологического приборостроения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ
Изобретение относится к области приборостроения и, в частности, сильфонным измерителям давления.
Известны устройства для измерения давления, содержащие в качестве упругого чувствительного элемента сильфон (1J
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является измеритель давления, содержащий двухсильфонный чувствительный элемент, связанный с преобразователем перемещения (2).
Недостатком этого устройства является его значительная температурная погрешность, что снижает точность измерения давления.
Для повышения точности измерений в предлагаемом устройстве для измерения давления, содержащем корпус, двухсильфонный чувствительный элемент, выполненный в виде двух сильфонов с разными эффективными площадями, днища которых жестко соединены между собой, и преобразователь перемещения чувствительного элемента в электрический сигнал, внутренняя полость двухсильфонного деформ ационного элемента вакуумирована, сильфон с большей эффективной площадью сообщен с измеряемой средой, а сильфон с меньшей эффективной площадью размещен внутри герметичного корпуса и соединен с преобразователем.
Для измерения атмосферного давления в устройстве герметичный корпус через вентиль сообщен с атмосферой.
На чертеже показана принципиальная схе5 ма описываемого устройства.
Основной частью устройства является чувствительный деформационный элемент 1, состоящий из сильфона 2 с большей эффективной площадью и сильфона 3 с малой эффек10 тивной площадью, днища которых жестко соединены мел ду собой штоком 4. Внутренняя полость элемента 1 вакуумирована. Жесткость сильфонов 2 и 3 и, в случае необходимости, дополнительной пружины обеспечива15 ет перемещение штока 4, пропорциональное разности давлений, воздействующих на сильфоны 2 и 3.
Чувствительный элемент 1 герметично установлен на основании 5 так, что сильфон 2 с большей эффективной площадью сообщается с измеряемой средой. На том же основании укреплен кронштейн 6 с преобразователем 7. Этот преобразователь 7, штоком 8 соединенный с днищем сильфона 3 с меньшей эффективной площадью преобразует перемещение или деформацию чувствительного элемента 1 в электрический сигнал. Измерительная часть устройства герметизируется кожухом 9. Через вентиль 10 возможно сообщение внутренней полости устройства с атмосферой, 580468
= б P — àP,dt м б
Устройство работает следующим образом.
Измеряемое (внешнее) давление воспринимается сильфоном 2 (c большей эффективной площадью) и преобразуется в усилие или перемещение, воспринимаемое преобразователем 7.
Изменение температуры воздуха внутри устройства создает избыточное противодавление, воздействующее на сильфон 3 с малой эффективной площадью, и также преобразуется в усилие или перемещение, воспринимаемое преобразователем 7 как температурная погрешность. Однако эта погрешность может быть сделана пренебрежимо малой. Действительно, усилие Е„„возникающее при изменении внешнего давления P равно Fsrs=PSo (где Яб — эффективная площадь большего сильфона 2). С другой стороны, противоусилие Р„возникающее при изменении температуры воздуха внутри устройства, можно определить из выражения Ет=иРоМ „(где х— коэффициент объемного расширения воздуха, Рб — давление воздуха в полости корпуса, М вЂ” изменение температуры воздуха, S,„„— эффективная площадь меньшего сильфона 3).
Преобразователь 7 реагирует на разность усилий Рм, и Р„т. е. нз: вэ т — Р б о м—
Если Яб)) S„, то F„,=PS — г иэ и температурная погрешность сведена до минимума (уменьшается в S;/S„ðàç, например, при 5б/S„,=20 значение температурной погрешности составляет 0,2 мб/ С).
Если внутренняя полость корпуса с помощью вентиля 10 сообщается с атмосферой, то устройство может быть использовано для измерения атмосферного давления Р,. В этом случае перемещение или деформация, воспринимаемые преобразователем 7, определяется усилием, получаемым из выражения — 1Оа б Ра м — 1 а б б ) 10
4
При 5б))З„усилие, воздействующее на чувствительный элемент 1, определяется, в основном, измеряемым атмосферным давлением и площадью большего сильфона, т. е.
AF =P, S<.
Использование предлагаемого устройства ,позволяет создать приборы для измерения гидростатического давления и давления в газовых средах, температурная погрешность которых может быть уменьшена в 20 — 100 раз по сравнению с существующими приборами, при этом упрощается конструкция приборов и повышается их надежность, так как отпадает необходимость в использовании термокомпенсаторов или измерителей температуры воздуха внутри приборов. Кроме того, предлагаемое устройство позволяет измерять также атмосферное давление.
Формула изобретения
1. Устройство для измерения давления, содержащее корпус, двухсильфонный чувствительный элемент, выполненный в виде двух сильфонов с разными эффективными площадями, днища которых жестко соединены между собой, и преобразователь перемещения или деформаций чувствительного элемента в электрический сигнал, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в нем внутренняя полость двухсильфонного чувствительного элемента вакуумирована, сильфон с большей эффективной площадью сообщен с измеряемой средой, а сильфон с меньшей эффективной площадью размещен внутри герметичного корпуса и соединен с преобразователем.
2, Устройство по п. 1, отл и ч а ющееся тем, что, с целью измерения атмосферного давления, в нем герметичный корпус через вентиль сообщен с атмосферой.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР № 122319, кл. G 011 7/06, 1956.
2. Авторское свидетельство СССР № 174864, кл. G 011 7/06, 1963.
580468
Составитель О. Полев
Техред А. Камышникова
Корректор Е. Хмелева
Редактор С. Хейфиц
Подписное
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 200/10 Изд. Ко 884 Тираж 1109
НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5