CH668645A5 - Dispositivo misuratore di pressione. - Google Patents

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Description

DESCRIZIONE La presente invenzione riguarda un dispositivo misuratore di pressione, ed in particolare un dispositivo del tipo comprendente un involucro di supporto presentante un'apertura, un substrato montato nell'involucro e deformabile per effetto di una pressione immessa nell'involucro attraverso detta apertura, almeno un sensore elettrico di deformazione, applicato su un substrato, e mezzi circuitali alloggiati nell'involucro, collegati a detto almeno un sensore elettrico di deformazione, per fornire segnali elettrici indicativi, secondo una curva di risposta prestabilita, delle deformazioni del substrato e quindi della pressione agente su di esso.
Misuratori di pressione di tale tipo vengono impiegati ad esempio a bordo di autoveicoli, in particolare in sistemi di iniezione elettronica, di accensione elettronica, in dispositivi misuratori del consumo di carburante, ecc.
In tali applicazioni, detto dispositivo misuratore di pressione è in generale collegato ad un'unità elettronica di controllo e comando (centralina). Il dispositivo misuratore di pressione, che è destinato in tale applicazione a rilevare di solito la pressione o depressione nel collettore di aspirazione, viene montato sul motore in una posizione agevolmente accessibile, mentre per contro l'unità elettronica di controllo e comando viene spesso montata in posizione accessibile con difficoltà.
Particolarmente importante per un buon funzionamento dei suddetti sistemi o dispositivi è la loro regolazione, nella loro fase di messa a punto iniziale o successivamente.
I dispositivi misuratori di pressione sinora realizzati non consentono alcuna modifica delle loro caratteristiche e dunque le suddette regolazioni vengono effettuate agendo sull'unità elettronica di controllo, che come si è detto in precedenza è solitamente montata in posizione accessibile con difficoltà.
Lo scopo della presente invenzione è di provvedere un dispositivo misuratore di pressione del tipo sopra definito, il quale consenta di semplificare le regolazioni dei sistemi o dispositivi di cui esso venga a far parte.
Tale scopo viene realizzato .secondo l'invenzione mediante un dispositivo misuratore di pressione del tipo specificato all'inizio, la caratteristica principale del quale risiede nel fatto che esso comprende inoltre mezzi elettrici di regolazione ad eziona-mento manuale accessibili dall'esterno dell'involucro, collegati a detti mezzi circuitali, ed atti a modificare caratteristiche prestabilite della suddetta curva di risposta.
In un modo di realizzazione, detti mezzi di regolazione comprendono primi mezzi atti a provocare un incremento o una riduzione di entità costante dell'intensità del segnale fornito da detti mezzi circuitali.
Detti mezzi di regolazione possono comprendere inoltre secondi mezzi atti a moltiplicare per un fattore costante l'intensità del segnale fornito da detti mezzi circuitali.
II sensore secondo il presente trovato, quando utilizzato ad esempio per la rilevazione della depressione nel collettore di aspirazione di un motore consente un'agevole messa a punto del motore stesso, in particolare della carburazione, della regolazione del minimo e dei gas di scarico.
Le suddette caratteristiche e vantaggi del dispositivo secondo il trovato appariranno dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata con riferimento ai disegni allegati, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, nei quali:
la figura 1 è una vista in prospettiva di un dispositivo secondo il trovato,
la figura 2 è una vista in prospettiva esplosa del dispositivo mostrato nella figura 1,
la figura 3 è uno schema elettrico del sensore mostrato nelle figure 1 e 2,
' la figura 4 è un grafico che mostra andamenti della tensione fornita in uscita dal dispositivo secondo il trovato in funzione della pressione misurata,
la figura 5 è una vista in prospettiva di un altro dispositivo secondo il trovato,
la figura 7 è un altro possibile schema elettrico circuitale del dispositivo mostrato nella figura 6, e
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la figura 8 è una vista sezionata che mostra un particolare del dispositivo secondo il trovato.
Con riferimento alle figure 1 e 2, un dispositivo misuratore di pressione 1 secondo il trovato comprende un involucro di sopporto formato da una basetta inferiore 2 alla quale mediante viti e/o collanti è fissato un corpo cavo 3. Tale corpo e la basetta sono entrambi costituiti ad esempio da una materia plastica.
Fra il corpo 3 e la basetta 2 è definita una camera, suscettibile di comunicare con l'esterno attraverso un'apertura indicata con 4 nella figura 2, ed un raccordo esterno indicato con 5.
In detta camera, in posizione affacciata all'apertura 4, è disposto un substrato 6, ad esempio di materiale ceramico, di forma sostanzialmente circolare. Sul substrato 6, in modo per sè noto, sono stati depositati resistori a film spesso: due primi re-sistori sono stati disposti in adiacenza al bordo del substrato, altri due resistori in prossimità del suo centro. Mediante piste conduttrici tali resistori sono collegati ad un circuito di elaborazione sopportato da una piastra a circuiti stampati 7, disposta al di sotto del substrato 6.
Nel corpo 3 è montato un contenitore elettrico a tre contatti lamellari 8a, 8b e 8c, accessibili dall'esterno, e collegati al circuito portato dalla piastrina 7. In particolare i terminali 8a 3 8c sono destinati ad essere collegati ad una sorgente di tensione continua di alimentazione e, rispettivamente, alla massa, mentre il terminale 8b rappresenta l'uscita in corrispondenza della quale è disponibile il segnale generato nel funzionamento dal dispositivo misuratore.
Con riferimento alla figura 3, i resistori a film spesso 9 a 12 depositati sul substrato 6 sono collegati fra loro a ponte, ed i vertici di una prima diagonale del ponte sono collegati ai terminali 8a, 8c, mentre i vertici dell'altra diagonale sono collegati ad un amplificatore differenziale 13 provvisto di un resistore di reazione 14.
Nell'impiego, la pressione da misurare attraverso il raccordo 5 e l'apertura 4 viene addotta alla camera in cui è montato il substrato deformabile 6: la deformazione di tale substrato determina una corrispondente deformazione dei resistori 9 a 12, ed uno sbilanciamento del ponte da essi formato. Il segnale Vo fornito in uscita dall'amplificatore 13 risulta dunque una funzione univoca della deformazione subita dai resistori a film spesso 9-12, fungenti da trasduttori piezoresistivi, e dunque della pressione misurata. La curva di risposta del sispositivo è illustrata esemplificativamente nella figura 4: la tensione d'uscita Vo risulta essere une funzione praticamente lineare della pressione p, come indicato dalla retta a tratto pieno A della figura 4.
Nel dispositivo delle figure 1 e 2, nel corpo 3 è inoltre montato un potenziometro con regolazione a vite (trimmer), in un vano cilindrico 20. Tale potenziometro è indicato con 19 nella figura 3: il suo elemento resistivo è inserito fra i terminali 8a e 8c, mentre il suo cursore è collegato ad un ingresso dell'amplificatore 13. Azionando tale trimmer, viene variata una tensione
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di offset iniettata nell'amplificatore, e la curva di risposta dell'intero dispositivo trasla nel piano Vo, p come indicato ad esempio dalla retta a tratti A'. Il potenziometro 19 consente dunque di effettuare la cosiddetta regolazione dello zero del dispositivo misuratore, cioè di tarare il dispositivo in modo tale che il segnale Vo assuma il valore zero in corrispondenza di un prestabilito valore di pressione misurata.
Il vano cilindrico 20 in cui è alloggiato il trimmer 19 è provvisto superiormente di una copertura frangibile, costituita ad esempio da un coperchio 20a di materia plastica nel quale mediante opportune riduzioni di spessore sono realizzate linee di rottura preferenziali. Il potenziometro 19 può essere regolato dal costruttore, e quindi sigillato. Per le eventuali successive ritarature del potenziometro, è possibile successivamente accedere al potenziometro 19 previa rottura del coperchio frangibile 20a. Il vano 20, dopo tali regolazioni successive può essere chiuso mediante un tappo amovibile.
Per consentire la massima flessibilità di regolazione della curva di risposta del dispositivo misuratore è tuttavia desiderabile poter non soltanto traslare la curva di risposta, ma poter modificare anche la sensibilità del dispositivo, cioè poter moltiplicare per un fattore costante (maggiore o minore dell'unità) l'intensità del segnale fornito dal dispositivo. Ciò corrisponde, nel grafico della figura 4, a poter realizzare rotazioni della curva di risposta, per poter passare ad esempio dalla retta A alla retta A' ' illustrata a tratto e punto. Per poter variare la sensibilità del dispositivo, secondo il trovato viene previsto un ulteriore potenziometro di regolazione, come è mostrato nella figura 6, ovvero nella figura 7.
Nella figura 6 un potenziometro 119' consente di variare il guadagno dell'amplificatore 13, mentre nella figura 7 un potenziometro 119" , inserito fra gli ingressi dell'amplificatore 13 consente di ottenere analogo effetto.
Nella versione presentante la maggior flessibilità di regolazione, come appare nella figura 5 il dispositivo misuratore di pressione secondo il presente trovato presenta due vani 20', 20' ' in cui sono alloggiati i due trimmer di regolazione 19 e, rispettivamente, 119' o 119".
Sebbene non sia stato specificamente illustrato, rientra nell'ambito del presente trovato anche un dispositivo misuratore di pressione il quale sia provvisto di un unico trimmer, per la regolazione della sola sensibilità.
Il dispositivo misuratore di pressione secondo il trovato, grazie al dispositivo o dispositivi di regolazione in esso incorporati può essere messo a punto in modo estremamente rapido e preciso. Inoltre esso, quando venga utilizzato in sistemi per il controllo del funzionamento di un motore a combustione interna, consente una rapida messa a punto del motore, senza dover effettuare regolazioni o compensazioni a livello dell'unità elettronica di controllo di tali sistemi.
Naturalmente il trovato si estende a tutte quelle realizzazioni che conseguono pari utilità grazie allo stesso concetto innovativo.
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Claims (10)

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1. Dispositivo misuratore di pressione comprendente un involucro di supporto (2, 3) presentante un'apertura (4), un substrato (6) montato nell'involucro (2, 3) e deformabile per effetto di una pressione da misurare immessa nell'involucro (2, 3) attraverso detta apertura (4), almeno un sensore elettrico di deformazione (9 a 12), applicato sul substrato (6), e mezzi circuitali (13) alloggiati nell'involucro (2, 3), collegati a detto almeno un sensore elettrico di deformazione (9 a 12) per fornire segnali elettrici (Vo) indicativi, secondo una curva di risposta prestabilita (A), delle deformazioni del substrato (6) e quindi della pressione agente su di esso, caratterizzato dal fatto che comprende inoltre mezzi elettrici di regolazione (19; 119', 119") ed azionamento manuale, montati in detto involucro (2, 3) collegati a detti mezzi circuitali, ed atti a modificare caratteristiche prestabilite di detta curva di risposta (A).
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di regolazione comprendono primi mezzi (19) atti a provocare un incremento od una riduzione di entità costante dell'intensità del segnale (V0) fornito da detti mezzi circuitali (13).
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RIVENDICAZIONI
3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di regolazione comprendono secondi mezzi (119', 119' ') atti a moltiplicare per un fattore costante l'intensità del segnale (Vo) fornito da detti mezzi circuitali (13).
4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, in cui detti mezzi circuitali comprendono un amplificatore (13), caratterizzato dal fatto che detti mezzi di regolazione comprendono un potenziometro (119') atto a modificare il guadagno di detto amplificatore (13).
5. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, in cui detto almeno un sensore di deformazione è un resistore a film spesso inserito in un circuito a ponte (9 a 12), caratterizzato dal fatto che detti mezzi di regolazione comprendono un potenziometro (119") collegato a detto circuito a ponte (9 a 12).
6. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, in cui detti mezzi circuitali comprendono un amplificatore differenziale (13), caratterizzato dal fatto che detti mezzi di regolazione comprendono un circuito generatore regolabile (19) atto ad applicare una tensione di offset ad un ingresso di detto amplificatore differenziale (13).
7. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di regolazione sono montati in un alloggiamento (20) ricavato in detto involucro (2, 3) e provvisto di un elemento di chiusura (20a) rimovibile.
8. Dispositivo secondo le rivendicazioni 2, 3 e 7, caratterizzato dal fatto che detti primi e secondi mezzi elettrici di regolazione (19; 119' o 119") sono montati in rispettivi alloggiamenti (20', 20' ' ) provvisti di rispettivi elementi di chiusura rimovibili.
9. Dispositivo secondo la rivendicazione 7 od 8, caratterizzato dal fatto che l'elemento di chiusura di detto ovvero di ciascun alloggiamento (20; 20', 20" ) è frangibile per consentire l'accesso a detti mezzi di regolazione.
10. Dispositivo secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detto ovvero ciascun alloggiamento (20, 20', 20" ) è suscettibile di ricevere e trattenere un tappo rimovibile dopo la rottura di detto elemento di chiusura frangibile.
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