JPH0622943U - Pressure gauge - Google Patents
Pressure gaugeInfo
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- JPH0622943U JPH0622943U JP2223191U JP2223191U JPH0622943U JP H0622943 U JPH0622943 U JP H0622943U JP 2223191 U JP2223191 U JP 2223191U JP 2223191 U JP2223191 U JP 2223191U JP H0622943 U JPH0622943 U JP H0622943U
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ダイヤフラムに加わる力をブロック型ロードセ
ルへ機械的に伝達する圧力計において、ダイヤフラムの
歪み量を可及的小ならしめ、測定精度が高められるよう
にした。
【構成】ハウジングの開口部に張設したダイヤフラムに
加わる力を受圧ディスクによりハウジング内のブロック
型ロードセルへ伝達するタイプの圧力計で、ロードセル
の高さにロードセルの線膨張率を乗じた積と、ロードセ
ル取付底板の厚さに同底板の線膨張率を乗じた積と、受
圧ディスクの高さに同ディスクの線膨張率を乗じた積と
の総和が、ダイヤフラム下面からロードセル取付底板の
下面に至る距離にハウジングの線膨張率を乗じた積と実
質的に等しくなるようハウジング、ダイヤフラム、受圧
ディスク、ロードセル、ロードセル取付底板の材料、寸
法を設定してある。(57) [Summary] [Purpose] In a pressure gauge that mechanically transmits a force applied to a diaphragm to a block-type load cell, the distortion amount of the diaphragm was made as small as possible to improve the measurement accuracy. [Structure] A pressure gauge of the type in which the force applied to the diaphragm stretched in the opening of the housing is transmitted to the block type load cell in the housing by the pressure receiving disk, and the product of the height of the load cell and the linear expansion coefficient of the load cell, The sum of the product of the thickness of the load cell mounting bottom plate multiplied by the linear expansion coefficient of the same bottom plate and the product of the pressure receiving disc height multiplied by the linear expansion coefficient of the pressure disc reaches the bottom face of the load cell mounting bottom plate from the diaphragm. The materials and dimensions of the housing, diaphragm, pressure receiving disk, load cell, and load cell mounting bottom plate are set so as to be substantially equal to the product of the distance multiplied by the linear expansion coefficient of the housing.
Description
【０００１】[0001]
本考案の圧力計は主として液体の圧力検知用に使用される。 The pressure gauge of the present invention is mainly used for liquid pressure detection.
【０００２】[0002]
ダイヤフラムに加わる力を荷重センサに伝達し、荷重からダイヤフラムの圧力 を求める方式の圧力計が広く普及している。 Pressure gauges that transmit the force applied to the diaphragm to a load sensor and determine the pressure of the diaphragm from the load are widely used.
【０００３】 荷重センサや荷重センサへの力の伝達方式には種々のものがあるが、高精度で かつ使用温度範囲が広いという利点があることから、荷重センサにワイヤストレ インゲージ方式のいわゆるロードセルを用い、ハウジングの開口部を塞いでいる ダイヤフラムに加わる力を円板状の受圧ディスクで受け、受けた圧力をハウジン グ内のロードセルへ機械的に伝達する方式の圧力計が実用に供されている。Although there are various types of load sensors and methods of transmitting force to the load sensors, a wire strain gauge type so-called load cell is used as the load sensor because of its advantages of high accuracy and wide operating temperature range. A pressure gauge of the type that receives the force applied to the diaphragm that closes the opening of the housing with a disk-shaped pressure receiving disk and mechanically transmits the received pressure to the load cell in the housing is in practical use.
【０００４】 このような圧力計は絶対圧測定用のものであり、電気信号用コネクタに気密性 のものを用い、ハウジング内は真空に保ち、力の検出には高純度アルミニウム製 のブロック形ロードセルが使用されている。Such a pressure gauge is for absolute pressure measurement, uses an airtight electrical signal connector, keeps a vacuum inside the housing, and detects the force by a block type load cell made of high-purity aluminum. Is used.
【０００５】[0005]
金属ブロックに白金線のワイヤストレインゲージを貼付けることによって成る いわゆるロードセルは、複数個のストレインゲージをブリッジ結線することによ り、電気的には周囲温度の変化に対して高い安定度が得られ、広い使用温度範囲 にわたって高い精度を得ることができる。 A so-called load cell, which is made by sticking a platinum wire wire strain gauge to a metal block, has a high electrical stability with respect to changes in ambient temperature due to the bridge connection of multiple strain gauges. High accuracy can be obtained over a wide operating temperature range.
【０００６】 一方機械的な面では、金属ブロックの材料としては力と歪の特性の面で高純度 のアルミニウムが最適であり、ブロックの形状やストレインゲージの貼付場所や 貼付方法が高精度を得るうえできわめて重要である。On the other hand, in terms of mechanical properties, high-purity aluminum is the most suitable material for the metal block in terms of force and strain characteristics, and the shape of the block, the location of the strain gauge, and the method of attachment provide high accuracy. It is extremely important to
【０００７】 前述のような構造の圧力計は一般に高精度が得られるが、広い使用温度範囲に わたって高精度を得ようとすると、ロードセルの金属ブロックなどの内部機構の 温度による膨張、収縮の影響が問題になる。The pressure gauge having the above-described structure generally obtains high accuracy. However, when trying to obtain high accuracy over a wide operating temperature range, expansion and contraction due to temperature of an internal mechanism such as a metal block of a load cell may occur. The impact becomes a problem.
【０００８】 圧力計のハウジング及びダイヤフラムには、強度、耐食性、溶接性などの面で 通常ステンレス鋼が用いられるので、ロードセルの高純度アルミニウムとハウジ ングのステンレス鋼との温度による膨張、収縮量の違いによって図３−１，３− ２のようにダイヤフラムが中立位置から変位し、変位によるダイヤフラムの復元 力が受圧ディスクを介してロードセルに加わり、圧力の計測値に誤差となって現 れる。Since stainless steel is usually used for the housing and diaphragm of the pressure gauge in terms of strength, corrosion resistance, weldability, etc., the amount of expansion and contraction of the high-purity aluminum of the load cell and the stainless steel of the housing due to temperature Due to the difference, the diaphragm is displaced from the neutral position as shown in Fig. 3-1 and 3-2, and the restoring force of the diaphragm due to the displacement is applied to the load cell via the pressure receiving disk, which causes an error in the measured pressure value.
【０００９】 ダイヤフラムの復元力はダイヤフラムの可橈性を高めることによって小さくは できるが、ダイヤフラムを薄くすると耐腐食寿命が低下するなどの問題があり、 高精度の圧力計においては温度変化によって生じるダイヤフラムの復元力を小さ くすることが重要な課題となっている。Although the restoring force of the diaphragm can be reduced by increasing the flexibility of the diaphragm, there is a problem that the thinning of the diaphragm reduces the corrosion resistance life. It is an important issue to reduce the resilience.
【００１０】[0010]
本考案はダイヤフラムの力を機械的にロードセルに伝達するタイプの圧力計に おいて、温度変化に伴う受圧面に垂直な方向のダイヤフラムの変位を押さえ、ダ イヤフラムの復元力の変化を小さく押さえることができるようにした。 The present invention is a pressure gauge of the type that mechanically transmits the force of the diaphragm to the load cell, and suppresses the displacement of the diaphragm in the direction perpendicular to the pressure receiving surface due to temperature change and suppresses the change in the restoring force of the diaphragm to a small extent. I was able to do it.
【００１１】 しかして本考案の圧力計は、上部が開口するハウジング内底の底板にロードセ ルが取り付けられ、ハウジングの前記開口部にダイヤフラムが張設されていて、 ダイヤフラムに加わる力を前記ロードセルへ伝達する受圧ディスクが前記ダイヤ フラムに取り付けられている圧力計において、ロードセルの高さにロードセルの 線膨張率を乗じた積と、ロードセル取付底板の厚さに同底板の線膨張率を乗じた 積と、受圧ディスクの高さに同ディスクの線膨張率を乗じた積との総和が、ダイ ヤフラム下面からロードセル取付底板の下面に至る距離にハウジングの線膨張率 を乗じた積と実質的に等しくなるようハウジング、ダイヤフラム、受圧ディスク 、ロードセル、ロードセル取付底板の材料、寸法を設定したものとしてある。According to the pressure gauge of the present invention, the load cell is attached to the bottom plate of the inner bottom of the housing having the upper opening, and the diaphragm is stretched in the opening of the housing. The force applied to the diaphragm is applied to the load cell. In the pressure gauge in which the pressure-transmitting disc to be transmitted is attached to the diaphragm, the product of the load cell height multiplied by the linear expansion coefficient of the load cell and the product of the load cell mounting bottom plate thickness multiplied by the linear expansion coefficient of the bottom plate. And the product of the height of the pressure receiving disk and the linear expansion coefficient of the same disk are substantially equal to the product of the distance from the lower surface of the diaphragm to the lower surface of the load cell mounting bottom plate multiplied by the linear expansion coefficient of the housing. The material, dimensions of the housing, diaphragm, pressure receiving disk, load cell, and load cell mounting bottom plate are set so that
【００１２】[0012]
図１，２は本考案に係る圧力計を示す。 1 and 2 show a pressure gauge according to the present invention.
【００１３】 同図において、符号１は上部は開口しているが、下部には底板２を有するステ ンレス製のハウジングを示し、その内底にはロードセル取付底板３が固定されて おり、同底板には縦同板状のアルミニウム製ロードセル４が取り付けられている 。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a stainless steel housing having an open top but a bottom plate 2 at the bottom, and a load cell mounting bottom plate 3 is fixed to the inner bottom of the housing. A vertical plate-shaped aluminum load cell 4 is attached to the.
【００１４】 ロードセル４には、上下２箇所に歪み用の切込５，５が反対側外縁から水平に 形成されており、また片面にはストレインゲージ６が貼り付けられ、ストレイン ゲージは電気的にブリッジ回路を構成しており、ストレインゲージのリード線７ は信号ケーブル８用の気密性コネクタ９へ接続してあり、コネクタ９はハウジン グ１の底板２へ気密性が保持されて貫通固着してある。The load cell 4 has two notches 5 and 5 for distortion formed horizontally from the outer edge on the opposite side at upper and lower portions, and a strain gauge 6 is attached to one surface of the load cell 4 so that the strain gauge is electrically connected. It constitutes a bridge circuit, the lead wire 7 of the strain gauge is connected to the airtight connector 9 for the signal cable 8, and the connector 9 is fixed to the bottom plate 2 of the housing 1 while keeping airtightness. is there.
【００１５】 ハウジング１の上部開口部にはダイヤフラム１０を張設して、ハウジング内は 設定真空度に保たれており、ダイヤフラム１０の下面には、ダイヤフラムに加わ る力を前記ロードセル４へ伝達する受圧ディスク７，１１を取り付けてある。A diaphragm 10 is stretched over the upper opening of the housing 1 so that the inside of the housing is maintained at a set vacuum level, and the force applied to the diaphragm is transmitted to the load cell 4 on the lower surface of the diaphragm 10. Pressure receiving disks 7 and 11 are attached.
【００１６】 このような圧力計において、 ロードセルの高さをｈａ、線膨張率をαａ ロードセル取付底板の厚さをｈｂ、線膨張率をαｂ 受圧ディスクの高さをｈｃ、線膨張率をαｃ ロードセル取付底板の下面からダイヤフラム下面に至る距離をＨ ハウジングの材料の線膨張率をＡ とすると、設計温度において Ｈ・Ａ≒ｈａ・αａ＋ｈｂ・αｂ＋ｈｃ・αｃ を満足するようにロードセル、ロードセル取付底板、受圧ディスクおよびハウジ ングの材料と高さを定める。In such a pressure gauge, the load cell height is ha, the linear expansion coefficient is αa, the load cell mounting bottom plate thickness is hb, the linear expansion coefficient is αb, the pressure receiving disk height is hc, and the linear expansion coefficient is αc. Assuming that the linear expansion coefficient of the housing material is A, the distance from the bottom surface of the mounting bottom plate to the bottom surface of the diaphragm is such that the load cell, load cell mounting bottom plate, and pressure receiving surface satisfy the following conditions: Determine the material and height of the disc and housing.
【００１７】[0017]
上述のように設定することにより、受圧ディスクの受圧面とダイヤフラム外周 との間には受圧面に垂直な方向の温度変化による相対変位は生ぜず、温度が変化 しても図３−１，２のようなダイヤフラムの復元力変化は生じない。 By setting as described above, the relative displacement due to the temperature change in the direction perpendicular to the pressure receiving surface does not occur between the pressure receiving surface of the pressure receiving disk and the outer periphery of the diaphragm, and even if the temperature changes, the relative displacement does not occur. The change in diaphragm restoring force does not occur.
【００１８】 また、ハウジングは通常ステンレス鋼で製作されるので、ロードセルのアルミ ニウムブロックに比し線膨張率が小さい。Further, since the housing is usually made of stainless steel, the coefficient of linear expansion is smaller than that of the aluminum block of the load cell.
【００１９】 上式を満足させるためには受圧ディスク、ロードセル取付底板に線膨張率の小 さい材料を用いる必要があるが、３６％ニッケル鋼（インバー材）やアルミナセ ラミックなどを使用すれば、上式の条件を容易、かつ充分に満たすことができ、 測定値の信頼性が高くて実効性に富み、かつコスト高になることもない圧力計を 提供できる。In order to satisfy the above equation, it is necessary to use a material having a small linear expansion coefficient for the pressure receiving disk and the load cell mounting bottom plate, but if 36% nickel steel (Invar material) or alumina ceramic is used, It is possible to provide a pressure gauge that can easily and sufficiently satisfy the conditions of the formula, has high reliability of measured values, is highly effective, and does not increase the cost.
【提出日】平成３年５月９日[Submission date] May 9, 1991
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１３[Correction target item name] 0013
【補正方法】変更[Correction method] Change
【００１３】 同図において、符号１は上部は開口しているが、下部には底板２を有するステ ンレス製のハウジングを示し、その内底にはロードセル取付底板３が固定されて おり、同底板には縦円板状のアルミニウム製ロードセル４が取り付けられている 。In the figure, reference numeral 1 denotes a stainless steel housing having an upper opening but a bottom plate 2 in the lower part, and a load cell mounting bottom plate 3 is fixed to the inner bottom of the housing. vertical disk-shaped aluminum load cell 4 is attached to.
【手続補正２】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１５[Name of item to be corrected] 0015
【補正方法】変更[Correction method] Change
【００１５】 ハウジング１の上部開口部にはダイヤフラム１０を張設して、ハウジング内は 設定真空度に保たれており、ダイヤフラム１０の下面には、ダイヤフラムに加わ る力を前記ロードセル４へ伝達する受圧ディスク１１を取り付けてある。A diaphragm 10 is stretched over the upper opening of the housing 1 so that the inside of the housing is maintained at a set vacuum level, and the force applied to the diaphragm is transmitted to the load cell 4 on the lower surface of the diaphragm 10. A pressure receiving disk 11 is attached.
【提出日】平成４年１１月１２日[Submission date] November 12, 1992
【手続補正２】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００８[Correction target item name] 0008
【補正方法】変更[Correction method] Change
【０００８】 圧力計のハウジング及びダイヤフラムには、強度、耐食性、溶接性などの面で 通常ステンレス鋼が用いられるので、ロードセルの高純度アルミニウムとハウジ ングのステンレス鋼との温度による膨張、収縮量の違いによって図３，４のよう にダイヤフラムが中立位置から変位し、変位によるダイヤフラムの復元力が受圧 ディスクを介してロードセルに加わり、圧力の計測値に誤差となって現れる。Since stainless steel is usually used for the housing and diaphragm of the pressure gauge in terms of strength, corrosion resistance, weldability, etc., the amount of expansion and contraction due to temperature between the high-purity aluminum of the load cell and the stainless steel of the housing is Due to the difference, the diaphragm is displaced from the neutral position as shown in Figs. 3 and 4 , and the restoring force of the diaphragm due to the displacement is applied to the load cell via the pressure receiving disk, which causes an error in the measured pressure value.
【手続補正３】[Procedure 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１７[Correction target item name] 0017
【補正方法】変更[Correction method] Change
【００１７】[0017]
上述のように設定することにより、受圧ディスクの受圧面とダイヤフラム外周 との間には受圧面に垂直な方向の温度変化による相対変位は生ぜず、温度が変化 しても図３，４のようなダイヤフラムの復元力変化は生じない。By setting as described above, relative displacement due to temperature change in the direction perpendicular to the pressure receiving surface does not occur between the pressure receiving surface of the pressure receiving disk and the outer periphery of the diaphragm, and as shown in FIGS. The change in the restoring force of the diaphragm does not occur.
【図１】本考案に係る圧力計の一例を示す一部破断平面
図。FIG. 1 is a partially cutaway plan view showing an example of a pressure gauge according to the present invention.
【図２】図１のII−II線縦断正面図。FIG. 2 is a vertical sectional front view taken along line II-II of FIG.
【図３】図３−１，図３−２は従来の圧力計におけるダ
イヤフラムの歪み状態を示す図。 １ ハウジング ２ ハウジング底板 ３ ロードセル取付底板 ４ ロードセル ５ 切込 ６ ストレインゲージ ７ リード線 ８ 信号ケーブル ９ コネクタ １０ ダイヤフラム １１ 受圧ディスク3A and 3B are diagrams showing a strained state of a diaphragm in a conventional pressure gauge. 1 Housing 2 Housing bottom plate 3 Load cell mounting bottom plate 4 Load cell 5 Notch 6 Strain gauge 7 Lead wire 8 Signal cable 9 Connector 10 Diaphragm 11 Pressure receiving disk
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成４年１１月１２日[Submission date] November 12, 1992
【手続補正４】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】図面の簡単な説明[Name of item to be corrected] Brief description of the drawing
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】本考案に係る圧力計の一例を示す一部破断平面
図。FIG. 1 is a partially cutaway plan view showing an example of a pressure gauge according to the present invention.
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線縦断正面図。FIG. 2 is a vertical sectional front view taken along line II-II of FIG.
【図３】従来の圧力計におけるダイヤフラムの歪み状態
を示す図。 FIG. 3 is a diagram showing a strained state of a diaphragm in a conventional pressure gauge.
【図４】従来の圧力計におけるダイヤフラムの歪み状態FIG. 4 shows a strained state of a diaphragm in a conventional pressure gauge.
を示す図。FIG.
【符号の説明】 １ ハウジング ２ ハウジング底板 ３ ロードセル取付底板 ４ ロードセル ５ 切込 ６ ストレインゲージ ７ リード線 ８ 信号ケーブル ９ コネクタ １０ ダイヤフラム １１ 受圧ディスク [Explanation of symbols] 1 Housing 2 Housing bottom plate 3 Load cell mounting bottom plate 4 Load cell 5 Notch 6 Strain gauge 7 Lead wire 8 Signal cable 9 Connector 10 Diaphragm 11 Pressure receiving disk
【手続補正３】[Procedure 3]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】全図[Correction target item name] All drawings
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図１】 [Figure 1]
【図２】 [Fig. 2]
【図３】 [Figure 3]
【図４】 [Figure 4]
Claims (1)
ードセルが取り付けられ、ハウジングの前記開口部にダ
イヤフラムが張設されていて、ダイヤフラムに加わる力
を前記ロードセルへ伝達する受圧ディスクが前記ダイヤ
フラムに取り付けられている圧力計において、ロードセ
ルの高さにロードセルの線膨張率を乗じた積と、ロード
セル取付底板の厚さに同底板の線膨張率を乗じた積と、
受圧ディスクの高さに同ディスクの線膨張率を乗じた積
との総和が、ダイヤフラム下面からロードセル取付底板
の下面に至る距離にハウジングの線膨張率を乗じた積と
実質的に等しくなるようハウジング、ダイヤフラム、受
圧ディスク、ロードセル、ロードセル取付底板の材料、
寸法を設定してなる圧力計。1. A load cell is attached to a bottom plate of an inner bottom of a housing having an upper opening, and a diaphragm is stretched on the opening of the housing, and a pressure receiving disk for transmitting a force applied to the diaphragm to the load cell is attached to the diaphragm. In the attached pressure gauge, the product of the load cell height multiplied by the linear expansion coefficient of the load cell, and the product of the load cell mounting bottom plate multiplied by the linear expansion coefficient of the bottom plate,
Housing so that the sum of the product of the pressure-receiving disc height and the linear expansion coefficient of the disc is substantially equal to the product of the distance from the lower surface of the diaphragm to the lower surface of the load cell mounting bottom plate multiplied by the linear expansion coefficient of the housing. , Diaphragm, pressure receiving disk, load cell, load cell mounting bottom plate material,
A pressure gauge whose dimensions are set.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2223191U JPH0622943U (en) | 1991-03-13 | 1991-03-13 | Pressure gauge |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2223191U JPH0622943U (en) | 1991-03-13 | 1991-03-13 | Pressure gauge |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0622943U true JPH0622943U (en) | 1994-03-25 |
Family
ID=12077023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2223191U Pending JPH0622943U (en) | 1991-03-13 | 1991-03-13 | Pressure gauge |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0622943U (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54153684A (en) * | 1978-05-24 | 1979-12-04 | Hitachi Ltd | Pressure transducer |
| JPS61105681A (en) * | 1984-10-29 | 1986-05-23 | Tokyo Keiki Co Ltd | Density binary coding device |
-
1991
- 1991-03-13 JP JP2223191U patent/JPH0622943U/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54153684A (en) * | 1978-05-24 | 1979-12-04 | Hitachi Ltd | Pressure transducer |
| JPS61105681A (en) * | 1984-10-29 | 1986-05-23 | Tokyo Keiki Co Ltd | Density binary coding device |
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