Преобразователь давления

Преобразователь давления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

;«,с

"" = : .заики

П "И- -" А

О С НИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистическив

Республик

<о767585

Г

«

/Г

«

«., «

К АВТОРСКОМУ СВИДИЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву

t (22) Заявлено 040478 (21) 2599213/18-10 (51)М. Кл 3

G L 9/04 G L 7/04 с присоединением заявки М

Государственный комитет

С С С P ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 3цОЯ80. Бюллетень 89 36

Дата опубликования описания 300980 (53) 4Ê 531. 787 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л.А.Плетнев, В.A.Àäìàåâ и Л.Г.Миносян (71) Заявитель (54 ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техникй, в частности к тензометрическим датчикам, в основном предназначенным для измерения малых давлений жидкостей . 5 и газов.

Известен преобразователь давления, в котором измеряемое давление преобразуется чувствительным элементом в механическое усилие, деформирующее . 10 упругий элемент (консольную пластину) с наклеенными тензорезисторами, преобразующими деформацию упругого .элемента в электрический сигнал t13 .

Однако указанное устройство облада f ет невысокой точностью.

Известен преобразователь давления,. содержащий стойку с основанием, на котором расположен сильфон с подвижным штоком, упругий элемент с разме- 20 щенными на нем тенэорезисторами, выполненный в форме прямоугольной замкнутой рамы, одна сторона которой установлена на стойке, а на противоположной стороне выполнена внутренняя . 25 консоль, соединенная с подвижным штоком сильфона $2$.

Недостатком таких преобразователей является нелинейность выходной харак теристики, обусловленная жестким, 30

2 креплением упругого элемента (двухконсольной пластины), которое не обеспечивает строго вертикального направления действующего усилия, т.е. не соблюдается условие. И р -И Б-=cопSt i р где 1 = (а1 — а ) — длина плеча нзги2 бающего момента;

Ми, — изгибающий момент, P усилие, пропор-. циональное измеряемому давлению.

При перемещении упругого элемента изменяется плечо и направление действия приложенного усилия, что вызывает сложно-напряженное состояние в упругом элементе, которое передается тензореэисторам..Поэтому тензореэисторы испытывают не только воздействие полезной деформации изгиба,но и других деформаций (кручения, смятия), которые вызывают нелинейность преобразования выходной характеристики датчика и как следствие — снижение точности измерений.

Целью изобретения является повышение точности измерения.,767585Указанная цель достигается тем, что сторона упругого элемента, установленная на стойке, жестко закреплена на участке между смежными пер,пендикулярными ей сторонами.

Также размеры упругого элемента выражены из соотношения

5 ь 1г — -= О,.И вЂ” 1 — =2

Ъг ф

= Ъ-5 где а„ вЂ” длина внешней консоли; аг — длина внутренней консоли; н, — 1/2 ширины внешней консоли; в — ширина внутренней консоли; толщина упругого элемента; толщина стойки.

На фиг. 1 представлен преобразона 15 тель, общий нид, на фиг. 2 - крепление упругого элемента.

Преобразователь, состоит из штуцера 1, сильфона 2 со штоком 3, соединенным с упругим элементом 4, выпол-З1 ненным в виде замкнутой прямоугольной рамы, образующей внешнюю консоль и внутреннюю — К. На консоли вблизи заделки с обеих сторон наклеиваются тенэореэисторы 5, соединенные в мостовую схему. База Б тензорезистора не должна превышать разницы айаг. Электрическое соединение моста с источником питания и регистратором осуществляется с помощью разъема 6.

Упругий элемент, чувствительный эле- 36 мент (штуцер, сильфон, шток) и разьем крепятся на стойке 7. 1(реплеиие упругого элемента к стойке производится с помощью упора 8, одновременно предохраняющего упругий элемент от 35 воздействия давления, превосходящего допустимый диапазон.

Конструкцией предусмотрено объединение преобразователей в блоки с помощью пружинного замка 9. 40

Преобразователь работает следую- . щим образом.

Измеряемое давление подается в штуцер 1 и преобразуется в механическое усилие, деформирующее через шток 3 . двухконсольный упругий элемент .4 с четырмя активными тенэорезисторами 5, расположенными нблизи линйи заделки консоли 1.Тензореэисторы соединены н схему моста и при их деформации на выходной диагонали возникает напряже" >0 ние, пропорциональное измеряемому давлению.

Эакрепление упругого элемента, только по внутренней части сторон, расположенных на стойке, дает возмож $5 ность значительно исключить воздейст ви» паразитных деформаций (кручения, смятия) на тензорезисторы в месте их крепления, т.е. повысить линейную за- висимость перемещения упругого элемента от нозцейстння приложенного усилия.

Геометрические размеры конструкции упругого элемента позволяют сохранить вертикальное направление дей- ствующего усилия и постоянство плеча изгибающего момента, прикладынаемого к упругому элементу, что также повышает линейную зависимость перемещения упругого элемента от воздействия приложенного усилия.

Использование данного изобретения в преобразователях, предназначенных . для измерения разрежения, избыточного абсолютного и перепада давлений, позволит улучшить метрологические характеристики этих датчиков — на порядок повысить линейность выходной характеристики и значительно снизить гистерезис.

Формула изобретения

1. Преобразователь давления, содержащий стойку с основанием, на котором расположен сильфон с подвижным штоком, упругий элемент с размещенными на ием тензорезисторами, выполненный в форме прямоугольной замкнутой рамы, одна сторона которой установлена на стойке, а на противоположной стороне выполнена внутренняя консоль, соединенная с поднижным штоком сильфона, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, сторона упругого элемента, установленная на стойке, жестко закреплена на участке между смежными перпендикулярными ей сторонами.

2. Преобразонатель по п.1, о тл и ч а ю,шийся тем,что упругий элемент выполнен с соотношением геометрических а

= C 41; — =2. .= Ъ-б, 2 ьг >с, где а, - длина внешней консоли, аг -,. длина внутренней koHcoJIHI в„ - 1/2 ширины наружной консоли; в - ширина внутренней консоли, - толщииа упругого элемента, - ToJmtMHB стойки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

Ф 395737, кл. С 01 L 9/04, 1971.

2. Метрологическая аттестация блоков тензометрических датчикон давления типа БТд. Технический отчет ЦИАМ, 1975 (прототип).

Составитель В.Козлов

Редактор Т.Пилипенко Техред М.Рейвес Корректор Ю.Макаренко

Заказ 7183/38 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал. ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4