RU2005111235A

RU2005111235A - Емкостный датчик давления и способ итерактивной оптимизации габаритов датчика давления

Info

Publication number: RU2005111235A
Application number: RU2005111235/28A
Authority: RU
Inventors: Ульферт ДРЭВЕС (DE); Ульферт ДРЭВЕС; Игорь ГЕТМАН (DE); Игорь ГЕТМАН; Франк ХЕГНЕР (DE); Франк ХЕГНЕР
Original assignee: Эндресс+Хаузер Гмбх+Ко. Кг (De); Эндресс+Хаузер Гмбх+Ко. Кг
Priority date: 2002-09-16
Filing date: 2003-09-09
Publication date: 2006-02-10
Also published as: WO2004031716A1; EP1540293A1; EP1540293B1; CN1682102A; DE10243079A1; AU2003267330A1; ATE433566T1; CN100353154C; JP4147222B2; JP2005539240A; DE50311590D1; RU2301411C2

Claims

1. Датчик давления, включающий в себя месдозу, в основном с цилиндрическим основанием первого диаметра и первой толщины, закрепленную на одной торцевой поверхности основания измерительную мембрану второго диаметра и второй толщины, упругое уплотнительное кольцо третьего диаметра и третьей толщины, опорное кольцо четвертого наружного диаметра, четвертого внутреннего диаметра и четвертой толщины, причем опорное кольцо прочно соединено с обращенной от измерительной мембраны торцевой стороной месдозы, зажимное кольцо с первыми средствами зацепления и корпус для размещения месдозы, причем корпус имеет упорную осевую поверхность для уплотнительного кольца и вторые средства зацепления, которые входят в первые средства зацепления, причем месдоза посредством зажимного кольца аксиально зажата между упругим уплотнительным кольцом, которое расположено между упорной осевой поверхностью корпуса и торцевой стороной месдозы со стороны мембраны, и опорным кольцом, отличающийся тем, что между зажимным и опорным кольцами расположен жесткий развязывающий элемент и габариты опорного кольца и развязывающего элемента согласованы с габаритами уплотнительного кольца и месдозы, причем, что обусловленная осевым зажатием месдозы радиальная деформация торцевой поверхности со стороны мембраны мала, при этом погрешность натяжения датчика давления вследствие уменьшения осевого зажимного усилия, по меньшей мере, на 10% составляет не более чем примерно 0,02%, а температурный гистерезис натяжения не более чем примерно 0,03%.

2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что внутренний диаметр опорного кольца выбран так, что погрешность натяжения при уменьшении зажимного усилия, по меньшей мере, на 20% составляет не более чем примерно 0,02%.

3. Датчик по п.1, отличающийся тем, что внутренний диаметр опорного кольца выбран так, что погрешность натяжения при уменьшении зажимного усилия, по меньшей мере, на 10% или, по меньшей мере, на 20% составляет не более чем примерно 0,01%.

4. Датчик по п.1, отличающийся тем, что температурный гистерезис натяжения составляет не более 0,02% и, в частности, предпочтительно не более 0,01%.

5. Датчик по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что основание и измерительная мембрана состоят из одного и того же материала, в частности керамического материала.

6. Датчик по п.5, отличающийся тем, что опорное кольцо и/или развязывающий элемент состоят из того же материала, что и основание.

7. Датчик по п.1, отличающийся тем, что опорное кольцо имеет, по меньшей мере, толщину основания.

8. Датчик по п.1, отличающийся тем, что развязывающий элемент содержит развязывающую пластину.

9. Датчик по п.8, отличающийся тем, что развязывающая пластина имеет диаметр, равный наружному диаметру опорного кольца.

10. Датчик по п.8 или 9, отличающийся тем, что развязывающая пластина соединена с опорным кольцом непрочно.

11. Датчик по п.1, отличающийся тем, что развязывающий элемент содержит развязывающее кольцо.

12. Датчик по п.11, отличающийся тем, что развязывающее кольцо имеет приблизительно те же габариты, что и опорное кольцо.

13. Датчик по одному из п.11 или 12, отличающийся тем, что между опорным и развязывающим кольцами предусмотрены средства для снижения трения.

14. Датчик по п.11, отличающийся тем, что коэффициент трения сцепления между опорным и развязывающим кольцами составляет менее 0,2.

15. Способ итерактивной оптимизации габаритов опорного кольца и развязывающего элемента для датчика давления по одному из предыдущих пунктов, включающий в себя следующие этапы:

(i) - установление геометрической формы опорного кольца и развязывающего элемента;

(ii) - расчет первого изменения натяжения датчика давления под первым осевым зажимным усилием;

(iii) - расчет второго изменения натяжения датчика давления под вторым осевым зажимным усилием;

(iv) - определение погрешности натяжения за счет сравнения первого и второго изменений натяжения;

(v) - оценка погрешности натяжения;

(vi) - определение и оценка температурного гистерезиса натяжения, при необходимости с условием, что погрешность натяжения достаточно мала;

(vii) - изменение геометрической формы опорного кольца и, при необходимости, развязывающего элемента и повторение этапов (ii)-(vii) до тех пор, пока не будет найдена подходящая геометрическая форма для достаточно малой погрешности натяжения и достаточно малого температурного гистерезиса натяжения.