RU2360221C2 - Pressure sensor - Google Patents
Pressure sensor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2360221C2 RU2360221C2 RU2006110168/28A RU2006110168A RU2360221C2 RU 2360221 C2 RU2360221 C2 RU 2360221C2 RU 2006110168/28 A RU2006110168/28 A RU 2006110168/28A RU 2006110168 A RU2006110168 A RU 2006110168A RU 2360221 C2 RU2360221 C2 RU 2360221C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- screen
- sensor
- case
- pressure sensor
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к малогабаритным датчикам давления, и может быть использовано в системах учета, автоматического контроля и регулирования промышленными процессами и прочее.The invention relates to measuring equipment, namely to small-sized pressure sensors, and can be used in metering systems, automatic control and regulation of industrial processes, etc.
Известны датчики давления ЗАО «Научно-производственный комплекс «ВИЛ» (Каталог продукции, г.Екатеринбург, 2004 г., с.4-11) и малогабаритные датчики давления «Метран-55» Промышленной группы «Метран» (Тематический каталог №1, выпуск 2, с.128-131). Каждый датчик содержит расположенный в общей полости корпуса тензопреобразователь с измерительной платой и тепловыделяющим элементом. Электрическая схема, расположенная на измерительной плате, является тепловыделяющим элементом.Known pressure sensors CJSC "Research and Production Complex" VIL "(Product Catalog, Yekaterinburg, 2004, p.4-11) and small-sized pressure sensors" Metran-55 "of the Industrial Group" Metran "(Thematic catalog No. 1,
Все тепловые и электромагнитные воздействия от источника тепла и цепей подключения датчика распространяются в одной его полости. Кроме того, источник тепла расположен вблизи измерительной платы и чувствительного элемента тензопреобразователя. Все это увеличивает погрешность датчика, снижает точность измерения.All thermal and electromagnetic effects from the heat source and sensor connection circuits propagate in one of its cavities. In addition, the heat source is located near the measuring board and the sensing element of the strain gauge. All this increases the error of the sensor, reduces the accuracy of the measurement.
Известен датчик по патенту России №2261419, G01L 9/00, содержащий расположенный в общей полости корпуса чувствительный элемент с измерительной платой и тепловыделяющим элементом, который связан со штекерной колодкой и выполнен в виде гибридной интегральной схемы, встроенной в измерительную плату. К чувствительному элементу приклеена гибридная интегральная схема.A known sensor according to Russian patent No. 2261419, G01L 9/00, comprising a sensing element located in a common cavity of the housing with a measuring board and a fuel element that is connected to the plug block and is made in the form of a hybrid integrated circuit integrated into the measuring board. A hybrid integrated circuit is glued to the sensor.
Все тепловые и электромагнитные воздействия от источника тепла и цепей подключения датчика распространяются в одной его полости. Кроме того, источник тепла расположен вблизи измерительной платы и чувствительного элемента, что изменяет их электрические параметры, увеличивая погрешность датчика.All thermal and electromagnetic effects from the heat source and sensor connection circuits propagate in one of its cavities. In addition, the heat source is located near the measuring board and the sensing element, which changes their electrical parameters, increasing the error of the sensor.
При непосредственном контакте измерительной платы с прижимными контактами и штекерными колодками наводимые электромагнитные импульсы в элементах измерительной платы отрицательно влияют на функцию преобразования гибридной интегральной схемы и других цепей подключения. Это ухудшает магнитную совместимость, увеличивая погрешность датчика.When the measuring board is in direct contact with the pressure contacts and plug-in contacts, the induced electromagnetic pulses in the elements of the measuring board adversely affect the conversion function of the hybrid integrated circuit and other connection circuits. This impairs magnetic compatibility, increasing the accuracy of the sensor.
С помощью прижимных контактов механические усилия передают непосредственно на металлическую втулку и чувствительную мембрану через точки контакта. Это создает неравномерные механические воздействия, повышающие погрешность датчика. Передаваемое пружинными контактами усилие на чувствительную мембрану имеет дополнительную зависимость от температуры окружающей среды, что повышает погрешность датчика.Using the pressure contacts, mechanical forces are transmitted directly to the metal sleeve and the sensitive membrane through the contact points. This creates uneven mechanical effects that increase the accuracy of the sensor. The force transmitted by the spring contacts to the sensitive membrane has an additional dependence on the ambient temperature, which increases the error of the sensor.
При клеевом контакте гибридной интегральной схемы с чувствительным элементом возникают механические напряжения из-за несоответствия температурных коэффициентов расширения различных контактирующих материалов, что тоже повышает погрешность датчика.During the adhesive contact of the hybrid integrated circuit with the sensitive element, mechanical stresses arise due to the mismatch of the temperature expansion coefficients of various contacting materials, which also increases the error of the sensor.
Все это снижает точность измерения.All this reduces the accuracy of the measurement.
Кроме того, все эти тепловые и механические воздействия увеличивают время переходного процесса, связанного с установкой требуемого выходного сигнала после включения датчика и после каждого изменения давления.In addition, all these thermal and mechanical effects increase the transient time associated with setting the required output signal after the sensor is turned on and after each pressure change.
Известен также датчик избыточного давления МИДА-ДИ-13П ЗАО «Микроэлектронные датчики и устройства» (Техническое описание и инструкция по эксплуатации, ТНКИ. 406233.033 ТО, 2002 г., с.6-7, фиг.1a), принятый за прототип и содержащий расположенный в общей полости корпуса чувствительный элемент с измерительной платой и тепловыделяющим элементом, который связан со штекерной колодкой. Электрическая схема, расположенная на измерительной плате, является тепловыделяющим элементом. В верхней части корпуса выполнено отверстие, выходящее в полость корпуса для сообщения ее с атмосферой. В отверстии установлен фильтр, а сверху на корпус надет колпак для защиты от пыли и влаги полости корпуса.Also known is an overpressure sensor MIDA-DI-13P CJSC Microelectronic Sensors and Devices (Technical Description and Operating Instructions, TNKI. 406233.033 TO, 2002, p.6-7, Fig.1a), adopted as a prototype and containing a sensing element located in a common cavity of the housing with a measuring board and a fuel element that is connected to the plug block. The electrical circuit located on the measuring board is a fuel element. A hole is made in the upper part of the housing, which extends into the cavity of the housing to communicate with the atmosphere. A filter is installed in the hole, and a cap is put on top of the case to protect the body cavity from dust and moisture.
Так как чувствительный к давлению элемент расположен в непосредственной близости от тепловыделяющего элемента, то он нагревается и расширяется, воспринимая механические воздействия, которые создают медленно релаксирующие напряжения и деформации элементов. Это изменяет их электрические параметры, увеличивая погрешность датчика.Since the pressure-sensitive element is located in the immediate vicinity of the fuel element, it heats up and expands, perceiving mechanical stresses that create slowly relaxing stresses and deformations of the elements. This changes their electrical parameters, increasing the accuracy of the sensor.
Кроме того, все эти тепловые и механические воздействия увеличивают время переходного процесса, связанного с установкой требуемого выходного сигнала после включения датчика и после каждого изменения давления. Так как обычно изменения давления в исследуемых системах могут происходить часто, то получается, что большую часть времени используют датчик, не обеспечивающий декларируемый класс точности, что снижает точность измерения до 0,5%.In addition, all these thermal and mechanical effects increase the transient time associated with setting the required output signal after the sensor is turned on and after each pressure change. Since pressure changes in the systems under study can usually occur frequently, it turns out that most of the time a sensor is used that does not provide the declared accuracy class, which reduces the measurement accuracy to 0.5%.
Выполнение отверстия в корпусе, выходящего непосредственно в его полость, является сквозным. Оно сообщает с атмосферой полость датчика, но для обеспечения надежной работы необходима защита внутренних элементов датчика от влаги и пыли, которые могут проникнуть в открытое отверстие. Для этого установлен фильтр и защитный колпак, которые усложняют и удорожают конструкцию.The hole in the housing, which goes directly into its cavity, is through. It communicates with the atmosphere the cavity of the sensor, but to ensure reliable operation, it is necessary to protect the internal elements of the sensor from moisture and dust that can penetrate into the open hole. To do this, a filter and a protective cap are installed, which complicate and increase the cost of construction.
Задачей изобретения является повышение точности измерения, снижение времени установки требуемого выходного сигнала и упрощение конструкции.The objective of the invention is to increase the accuracy of measurement, reducing the installation time of the desired output signal and simplifying the design.
Датчик давления содержит расположенный в корпусе чувствительный элемент с измерительной платой и тепловыделяющий элемент, связанный со штекерной колодкой, в корпусе выполнено отверстие для сообщения с атмосферой.The pressure sensor contains a sensing element located in the housing with a measuring board and a fuel element associated with the plug block, an opening is made in the housing for communication with the atmosphere.
В отличие от прототипа он содержит экран, электрически связанный с корпусом, упирающийся в него и закрепленный в нем по периметру таким образом, что делит его на две изолированные полости. В верхней полости на экране установлен тепловыделяющий элемент, в нижней полости - измерительная плата с чувствительным элементом.Unlike the prototype, it contains a screen that is electrically connected to the body, abuts against it and fixed in it around the perimeter in such a way that it divides into two isolated cavities. A fuel element is installed on the screen in the upper cavity, and a measuring board with a sensitive element is installed in the lower cavity.
Экран по периметру выполнен с упругими лепестками, с помощью которых он закреплен в корпусе.The perimeter screen is made with elastic petals, with the help of which it is fixed in the housing.
Отверстие в корпусе для сообщения с атмосферой нижней полости датчика выходит в резьбовое соединение корпуса с чувствительным элементом.The hole in the housing for communication with the atmosphere of the lower cavity of the sensor goes into the threaded connection of the housing with the sensing element.
Поскольку экран соответствует по форме внутреннему сечению корпуса, упирается в него и закреплен в нем по периметру, то экран разделяет корпус на две изолированные полости, что обеспечивает возможность отделения и максимального удаления тепловыделяющего элемента от чувствительного элемента с измерительной платой. Это уменьшает тепловые и электромагнитные воздействия на чувствительный элемент и измерительную плату, снижая погрешность датчика.Since the screen corresponds in shape to the internal section of the housing, abuts against it and is fixed in it around the perimeter, the screen divides the housing into two isolated cavities, which makes it possible to separate and maximize the removal of the fuel element from the sensing element with the measuring board. This reduces the thermal and electromagnetic effects on the sensing element and the measuring board, reducing the error of the sensor.
В результате все это повышает точность измерения на 0,3%.As a result, all this increases the measurement accuracy by 0.3%.
Уменьшение влияния на чувствительный элемент и измерительную плату тепловых и электромагнитных воздействий снижает время переходного процесса, связанного с установкой требуемого выходного сигнала после включения датчика и после каждого изменения давления.Reducing the effect of thermal and electromagnetic influences on the sensor element and the measuring board reduces the transient time associated with setting the required output signal after the sensor is turned on and after each pressure change.
Выполнение экрана с загнутыми упругими лепестками, расположенными по его периметру, облегчает его закрепление к корпусу.The implementation of the screen with curved elastic petals located along its perimeter, facilitates its fastening to the housing.
Выполнение отверстия в корпусе напротив резьбового соединения обеспечивает соединение полости датчика с атмосферой. Однако края отверстия упираются в резьбу, которая перекрывает его, защищая от влаги и пыли. Испытания показали, что резьбовое соединение пропускает воздух в полость корпуса, но влагу и пыль не пропускает, т.к. они не могут преодолеть длинный круговой путь по виткам резьбы. Это исключает необходимость в установке фильтра в отверстие и защиты его колпаком, что упрощает и удешевляет конструкцию.The hole in the housing opposite the threaded connection provides a connection of the sensor cavity with the atmosphere. However, the edges of the hole abut against a thread that overlaps it, protecting it from moisture and dust. Tests showed that the threaded connection allows air to enter the body cavity, but does not allow moisture and dust to pass through, as they cannot overcome a long circular path along the threads. This eliminates the need to install the filter in the hole and protect it with a cap, which simplifies and reduces the cost of construction.
Таким образом, все признаки являются существенными и решают поставленную задачу.Thus, all the signs are significant and solve the problem.
Изобретение представлено на чертежах.The invention is presented in the drawings.
Фиг.1. Датчик давления. Общий вид в разрезе.Figure 1. Pressure meter. General view in section.
Фиг.2. Экран. Вид сверху, увеличено, лепестки разогнуты.Figure 2. Screen. Top view, enlarged, petals unbent.
Датчик давления содержит корпус 1, в котором по периметру жестко закреплен металлический экран 2, разделяющий его на две изолированные полости: нижнюю 3 и верхнюю 4. В нижней полости 3 установлен чувствительный элемент 5, например тензопреобразователь, к коллекторам 6 которого закреплена измерительная плата 7. В корпусе 1 выполнено отверстие 8 для сообщения полости датчика 3 с атмосферой. В верхней полости 4 на экране 2 установлен тепловыделяющий элемент 9, например мощный транзистор, связанный электрически со штекерной колодкой 10. Возможно закрепление транзистора 9 к вспомогательной плате из текстолита 11 и затем установка его на экране 2, фиг.1.The pressure sensor includes a housing 1, in which a
Экран 2 устанавливают в корпусе 1, обеспечивая его контакт с внутренней стенкой корпуса с помощью упругих лепестков 12, фиг.1, фиг.2. Лепестки 12 закрепляют в корпусе 1 по периметру, например, теплопроводящим клеем. Таким образом в корпусе 1 образуют две изолированные друг от друга полости 3 и 4.The
В результате экран 2 выполняет несколько функций:As a result,
- разделителя корпуса на две изолированные полости;- a body divider into two isolated cavities;
- экранирования (изоляции) тензопреобразователя и измерительной платы от электромагнитных и тепловых воздействий транзистора и цепей подключения датчика;- shielding (isolation) of the strain gauge and the measuring board from electromagnetic and thermal effects of the transistor and sensor connection circuits;
- обеспечения электрического подключения корпуса к измерительной плате;- ensuring electrical connection of the housing to the measuring board;
- держателя для транзистора.- holder for the transistor.
Наиболее оптимальным является выполнение в корпусе 1 отверстия 8 напротив середины длины резьбового соединения 13 корпуса 1 с тензопреобразователем 5.The most optimal is the execution in the housing 1 of the hole 8 opposite the middle of the length of the threaded connection 13 of the housing 1 with the strain transducer 5.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006110168/28A RU2360221C2 (en) | 2006-03-29 | 2006-03-29 | Pressure sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006110168/28A RU2360221C2 (en) | 2006-03-29 | 2006-03-29 | Pressure sensor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006110168A RU2006110168A (en) | 2007-10-20 |
RU2360221C2 true RU2360221C2 (en) | 2009-06-27 |
Family
ID=38924986
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006110168/28A RU2360221C2 (en) | 2006-03-29 | 2006-03-29 | Pressure sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2360221C2 (en) |
-
2006
- 2006-03-29 RU RU2006110168/28A patent/RU2360221C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006110168A (en) | 2007-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN201340320Y (en) | Vehicle pressure sensor | |
CN102980711B (en) | There is the sensor of the encapsulation of multiple sensor element | |
KR102366689B1 (en) | Physical quantity measuring device | |
CA2249191C (en) | Measuring indicator attachment | |
KR101316517B1 (en) | Pressure sensing device | |
US4487074A (en) | Pressure sensor with a hall element circuit | |
ITTO20080484A1 (en) | PRESSURE SENSOR DEVICE | |
CA2565472A1 (en) | Electronic thermometer with flex circuit location | |
WO2007075484A2 (en) | Pressure sensor with electronic datasheet | |
CN107667279B (en) | Pressure sensing devices | |
US20190204174A1 (en) | Filling body for reducing a volume of a pressure measurement chamber | |
EP1790964A1 (en) | A sensor arrangement for measuring a pressure and a temperature in a fluid | |
JP2017506737A (en) | High precision load cell with elastic body | |
CN106052953A (en) | Shock-resistant ice-blockage resistant pressure transmitter | |
KR20120083446A (en) | Integrated fluid pressure sensor system | |
CN205664972U (en) | High -temperature pressure sensor | |
RU2360221C2 (en) | Pressure sensor | |
CN207395944U (en) | A kind of one-piece type sensor of new construction pressure and temp | |
RU55980U1 (en) | PRESSURE METER | |
JP2004109042A (en) | Flow sensor | |
JP2935678B2 (en) | Integrated optoelectronic combustion pressure sensor | |
US7584665B2 (en) | Combustion transducer apparatus employing pressure restriction means | |
US10048149B2 (en) | Relative pressure sensor | |
CN109990942A (en) | A kind of high-pressure common-rail pressure sensor | |
CN105612408B (en) | Sensor element |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20071016 |
|
FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20081110 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120330 |