Датчик давления

Датчик давления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(11 5842О9

Союз Соеетскнх

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.04.76 (21) 2344184/18-10 (51) М. Кл.- зG 011 a,/ 04 с присоединением заявки №

Госуоарстееииык комитет

Сыыы а М»» Серсо СССР

А0 делам изобретений и открыгий (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.12.77. Бюллетень № 46 (45) Дата опубликования описания 26.01.78 (53) УДК 531.787.91 (088.8) (72) Авторы изооретспия

С. В. Белоусов, Г. П. Ольховиков и Э. А. Самолетов (71) Заявитель

Институт теоретической и прикладной механики Сибирского отделения АН СССР (54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности, к тензометрическим датчикам давления.

Известны тензометрические датчпки давления для измерения перепадов давления меньше 1 кгс/см (0,1 МПа), содержащие чувствительный элемент в виде сильфона, преобразующего давление в силу, воздействующую на консольную балку с наклеенными на нее тензорезисторами (11.

Известен также тензорезистивный датчик давления с повышенной чувствительностью (2), содержащий чувствительный элемент в виде мембраны, на которой закреплены несколько рядов стоек с тензорезисторами.

Известные тензорезистивные датчики давления имеют большие погрешности при измерении динамических колебаний давления, так как наличие чувствительного элемента в виде круглой мембраны, не позволяет получить при малых перепадах давлений над и под мембраной достаточно малый объем надмембранного пространства (со стороны измеряемого давления) . Практически не удается получить этот объем ленее 100 мм, время отсоса которого (время измерения) при перепаде давлений

10 Па составляет 30 — 40 с.

Для повышения точности при динамических измерениях в предлагаемом датчике давления, содержащем чувствительный элемент и упругий элемент в виде консольных балок с наклеенными на IIHY тензорезисторами, чувствительный элемент выполнен в виде кольцевой мембраны, а сечения балки в плоскости действия измеряемых нагрузок спрофилированы по закону:

1О где и — текущая толщина балки;

Йс — толщина балки в заделке;

l †дли балки; х — текущая координата длины балки.

На фиг. 1 изобра>кен общий вид описываемого датчика в разрезе; на фнг. 2 — то же, разрез по А — А на фиг. 1; на фиг, 3 — заделка кольцевой эластичной мембраны; на фиг, 4— сечение балки, спрофилированное по указанному выше закону, и эпюра нормальных па20 пря>кений и относительных деформаций.

Датчик давления содер>кит упругий элемент

1, представляющий собой две консольные балки, спрофилированныс по указанному закону, II чувствительный элемент в виде эластичной кольцевой мембраны 2, охватывающей упругий элемент. Мембрану 2 закрепляют и уплотняют между кольцами 3 и 4 затяжкой торцевых дисков 5 винтом 6. Сборка вставлена в гнездо корпуса 7 (например, пневмокоммутаЗО тора). В кольцевую выточку Б корпуса, обра584209

7 г ц 5

Фиг.1

Составитель Н. Коновалов

Texpeë Н. Рыбкина Корректор Н. Федорова

Редактор С. Хейфиц

Подписное

Заказ 3253, 1 Изд. М 144 Тираж 1109

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раугпская ваб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 зующую надмембранный объем, выходят импульсные линии. Под мембраной поддерживается опорное давление. Тензорсзисторы 8 наклеены на балки элемента 1.

Датчик работает следующим образом.

Измеряемое избыточное давление воздействует через мембрану 2 на полукольцо упругого элемента 1, прогибая консольные балки. С тензорезисторов 8 снимается электрический сигнал, пропорциональный измеряемому давлению.

В реальной измерительной системе (12-ти канальный пневмокоммутатор) с применением описываемого датчика удалось повысить точность измерения за счет сокращения времени единичного замера давления до 0,05... 0.1 с.

Это особенно важно для экспериментов в аэродинамических трубах ограниченного времени действия.

Формула изобретения

Датчик давления, содержащий чувствительный элемент и упругий элемент в виде консольных балок с наклеенными на них тензорезисторами, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при динамических измерениях, чувствительный элемент выполнен в виде кольцевой мембраны, а сечения балки в плоскости действия измеряемых нагрузок спрофилированы по закону:

1 1

h„=h,1 х где h,. — текущая толщина балки;

Йа — толщина балки в заделке;

l — длина балки; х — текущая координата длины балки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Осипович Л, А., Смыслов И. И. Полупро20 водниковый малогабаритный датчик давления.

«Приборостроение», № 10, 19б5, с. 24.

2, Авторское свидетельство № 502257, кл.

G 011 9/04, 197б.