RU2789600C1 - Датчик абсолютного давления, способ создания опорного объема - Google Patents
Датчик абсолютного давления, способ создания опорного объема Download PDFInfo
- Publication number
- RU2789600C1 RU2789600C1 RU2021138394A RU2021138394A RU2789600C1 RU 2789600 C1 RU2789600 C1 RU 2789600C1 RU 2021138394 A RU2021138394 A RU 2021138394A RU 2021138394 A RU2021138394 A RU 2021138394A RU 2789600 C1 RU2789600 C1 RU 2789600C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fitting
- elastic element
- plug
- pressure
- absolute pressure
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к классу измерительных приборов и может быть использовано при разработке и изготовлении датчиков абсолютного давления с высокими метрологическими и эксплуатационными характеристиками. Устройство включает штуцер (1), воспринимающий элемент (3), выполненный в виде сильфона, соединенный со штуцером (1) с одной стороны и заглушкой (4) - с другой, шток (5), соединяющий заглушку (4), чувствительный элемент (6) и упругий элемент (7), выполненный в виде мембраны, корпус (2), соединяющий штуцер (1) и упругий элемент (7) и камеру разрежения (8), соединенную с упругим элементом (7). При этом в нем имеется три полости: воспринимающая, ограниченная штуцером (1), воспринимающим элементом (3) и заглушкой (4), средняя, ограниченная штуцером (1), воспринимающим элементом (3), заглушкой (4), корпусом (2) и упругим элементом (7), и опорная, ограниченная упругим элементом (7) и камерой разрежения (8), в которой создается разрежение через открытый ниппель (9). Технический результат заключается в увеличении точности измерений и срока службы датчика. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к классу измерительных приборов и может быть использовано при разработке и изготовлении датчиков абсолютного давления с высокими метрологическими и эксплуатационными характеристиками.
С целью повышения точности и устойчивости датчиков абсолютного давления к воздействию изменения температуры окружающей (измеряемой) среды применяют различные методы: производят вакуумирование опорного объема датчика до уровня высокого вакуума 10-4 мм рт. ст. или компенсацию объемного расширения газа, находящегося в опорном объеме за счет применения различных схем термокомпенсации.
Из предшествующего уровня техники известен датчик абсолютного давления, конструктивно разделенный на две полости, одна из которых является опорным объемом и подвержена вакуумированию путем откачивания воздуха через ниппель и поглощением остаточных газов геттерным узлом до остаточного давления мм рт. ст.
(SU 1569608 A1, G01L 7/00, опубл. 1990.06.07)
К недостаткам первого метода можно отнести высокую сложность технологического процесса создания вакуума, а так же невысокую надежность, обусловленную потерей метрологических характеристик при натекании газа в опорный объем из-за высокого уровня разрежения в последнем.
Недостатки второго метода – невысокие метрологические характеристики при измерении низких давлений (менее 1 атм), а также необходимость применения дополнительных схем термокомпенсации.
Целью изобретения является повышение точности измерения и срока службы без необходимости создания высокого уровня разряжения в опорном объеме датчика абсолютного давления.
На фиг. 1 представлен датчик абсолютного давления; на фиг. 2 – кинематическая схема датчика абсолютного давления.
Датчик абсолютного давления содержит штуцер (1), через который воздействует измеряемое давление Pизм, воспринимающий элемент (3), выполненный в виде сильфона, соединенный со штуцером (1) с одной стороны и заглушкой (4) – с другой, шток (5), соединяющий заглушку (4), чувствительный элемент (6) и упругий элемент (7), выполненным в виде мембраны, корпус (2), соединяющий штуцер (1) и упругий элемент (7) и камеру разрежения (8), соединенную с упругим элементом (8).
Для изменения давления в камере разрежения служит ниппель 9.
В датчик абсолютного давления, состоящем из трех полостей: воспринимающей (ограниченной штуцером (1), воспринимающим элементом (3) и заглушкой (4)), средней (ограниченной штуцером (1), воспринимающим элементом (3), заглушкой (4), корпусом (2) и упругим элементом (7)) и опорной (ограниченной упругим элементом (7) и камерой разрежения (8)), создают разрежение в опорном объеме через открытый ниппель (9).
Величина создаваемого разряжения в опорном объеме Р2 определяется по следующей формуле:
где Р2 – давление в опорной полости;
Р1 – давление в средней полости;
S1 – эффективная площадь сильфона (3);
S2 – эффективная площадь мембраны (7).
Формула 1 получена из условия равновесия кинематической схемы, показанной на фиг. 2:
где Fизм – сила, приложенная к сильфону от измеряемого давления Pизм;
F1 – сила, приложенная к сильфону от давления в средней полости Р1;
F2 – сила, приложенная к мембране от давления в средней полости Р1;
F3 – сила, приложенная к мембране от давления в опорной полости Р2;
Fб – реакционная сила чувствительного элемента.
Изменение температуры окружающей среды приводит к изменению давления Р1 и Р2 в средней и опорной полостях датчика и, как следствие, к изменению усилий F1, F2, F3.
где α – температурный коэффициент давления газа;
Увеличение точности измерений достигается исключением влияния изменения давлений Р1 и Р2 в средней и опорной полостях датчика, что достигается выполнением условия:
При изменении температуры окружающей среды, с учетом формул 3, 4, 5 формула 6 примет вид:
После преобразования формулы 7 получим следующее выражение:
Таким образом, точность измерения повышается за счет исключения влияния изменения температуры в средней и опорной полостях датчика.
Пример. Применяя параметры конструктивных элементов датчика абсолютного давления такие как: эффективная площадь сильфона , эффективная площадь мембраны , а так же учитывая технологические возможности производства и принимая рассчитывается необходимое давление разряжения в опорной полости:
Таким образом, увеличение точности измерений и срока службы достигается ограничением полостей датчика конструктивным методом.
Claims (2)
1. Датчик абсолютного давления, включающий штуцер (1), воспринимающий элемент (3), выполненный в виде сильфона, соединенный со штуцером (1) с одной стороны и заглушкой (4) - с другой, шток (5), соединяющий заглушку (4), чувствительный элемент (6) и упругий элемент (7), выполненным в виде мембраны, корпус (2), соединяющий штуцер (1) и упругий элемент (7) и камеру разрежения (8), соединенную с упругим элементом (7), отличающийся тем, что с целью повышения точности измерения и срока службы, в нем имеется три полости: воспринимающая, ограниченная штуцером (1), воспринимающим элементом (3) и заглушкой (4)), средняя, ограниченная штуцером (1), воспринимающим элементом (3), заглушкой (4), корпусом (2) и упругим элементом (7), и опорная, ограниченная упругим элементом (7) и камерой разрежения (8), в которой создается разрежение через открытый ниппель (9).
2. Способ создания опорного объема датчика абсолютного давления, охарактеризованного по п. 1, отличающийся тем, что с целью повышения точности измерения и срока службы в опорной полости создают давление, равное разности между давлением в средней полости и произведением давления в средней полости и отношения эффективной площади сильфона к эффективной площади мембраны.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2789600C1 true RU2789600C1 (ru) | 2023-02-06 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU741075A1 (ru) * | 1977-01-05 | 1980-06-15 | Предприятие П/Я А-3759 | Полупроводниковый датчик давлени |
SU1137360A1 (ru) * | 1983-05-26 | 1985-01-30 | Предприятие П/Я А-1891 | Датчик абсолютного давлени |
SU1525506A1 (ru) * | 1988-05-26 | 1989-11-30 | Предприятие П/Я А-1891 | Датчик абсолютного давлени и способ его изготовлени |
SU1569608A1 (ru) * | 1988-01-05 | 1990-06-07 | Предприятие П/Я А-1891 | Датчик абсолютного давлени |
RU2324157C2 (ru) * | 2005-04-18 | 2008-05-10 | Иван Александрович Королев | Емкостный сильфонный датчик давления |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU741075A1 (ru) * | 1977-01-05 | 1980-06-15 | Предприятие П/Я А-3759 | Полупроводниковый датчик давлени |
SU1137360A1 (ru) * | 1983-05-26 | 1985-01-30 | Предприятие П/Я А-1891 | Датчик абсолютного давлени |
SU1569608A1 (ru) * | 1988-01-05 | 1990-06-07 | Предприятие П/Я А-1891 | Датчик абсолютного давлени |
SU1525506A1 (ru) * | 1988-05-26 | 1989-11-30 | Предприятие П/Я А-1891 | Датчик абсолютного давлени и способ его изготовлени |
RU2324157C2 (ru) * | 2005-04-18 | 2008-05-10 | Иван Александрович Королев | Емкостный сильфонный датчик давления |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107764441B (zh) | 光纤mems压力传感器f-p腔内残余压力测量系统及方法 | |
JP5394564B2 (ja) | 真空誘電体を有する静電容量式圧力センサ | |
JP2597042B2 (ja) | 差圧測定装置 | |
US10393608B2 (en) | Pressure change measuring apparatus and pressure change measuring method | |
RU2012157960A (ru) | Датчик дифференциального давления с измерением давления в линии | |
CN105940288A (zh) | 用于压力测量的机电微型装置 | |
CA2313313C (en) | Relative pressure sensor | |
CN110220636B (zh) | 一种毛细连通管式差压传感器及测量方法 | |
RU2789600C1 (ru) | Датчик абсолютного давления, способ создания опорного объема | |
CN112304489B (zh) | 一种高低温动态压力发生方法及装置 | |
Thomas et al. | Micrometer U-tube manometers for medium-vacuum measurements | |
CN1105907C (zh) | 一种压力传感器 | |
US6425291B1 (en) | Relative-pressure sensor having a gas-filled bellows | |
JP2013050400A (ja) | デュアル物理量センサ | |
US2984109A (en) | Device for the protection of pressure measuring elements | |
JPS6136610B2 (ru) | ||
JPS59214725A (ja) | 蒸気圧温度計 | |
CN213875333U (zh) | 液体饱和蒸气压测定装置 | |
SU1275243A1 (ru) | Способ динамической градуировки вакуумметров | |
US7073400B2 (en) | Sensor for measuring pressure in a sealed volume | |
US11802806B2 (en) | Load-lock gauge | |
SU86058A1 (ru) | Термометрический манометр | |
SU640160A1 (ru) | Устройство дл динамической градуировки вакуумметров абсолютного давлени | |
JP3127431B2 (ja) | リモートシール型差圧・圧力発信器の校正方法 | |
SU857758A1 (ru) | Датчик переменых давлений |