RU74466U1 - SENSOR - Google Patents
SENSOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU74466U1 RU74466U1 RU2008104566/22U RU2008104566U RU74466U1 RU 74466 U1 RU74466 U1 RU 74466U1 RU 2008104566/22 U RU2008104566/22 U RU 2008104566/22U RU 2008104566 U RU2008104566 U RU 2008104566U RU 74466 U1 RU74466 U1 RU 74466U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sensor
- housing
- electronic board
- sensitive element
- temperature
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Датчик предназначен для измерения физической величины, например, избыточного давления, температуры или угла наклона, и ее преобразования в унифицированный сигнал. Датчик содержит следующие основные части: чувствительный элемент 1, корпус 2, электронная плата 3, кожух 4, провода 8. В качестве чувствительного элемента в датчиках избыточного давления применяется тензомодуль, в датчике температуры -терморезистор, в датчике наклона - микро-акселерометр. Чувствительный элемент 1 и электронная плата 3 размещены на корпусе 2 с помощью элементов крепления (стойки, винты) и закрыты кожухом 4. Выводы чувствительного элемента 1 соединены с электронной платой 3. Выводы платы 3 соединены с проводами 8. Изоляция для предотвращения попадания внутрь датчика частиц масла, пыли и влаги обеспечивается уплотнителями и герметиком 6. Все внутреннее пространство датчика, ограниченное корпусом 2 и кожухом 4, заполнено эпоксидным компаундом 7. Техническими результатами являются виброустойчивость, надежное соединение элементов, компактные размеры датчика, а также неподверженность чувствительного элемента влиянию температурной погрешности. 1 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.The sensor is designed to measure a physical quantity, for example, overpressure, temperature or angle of inclination, and its conversion into a unified signal. The sensor contains the following main parts: a sensor element 1, housing 2, an electronic board 3, a casing 4, wires 8. A strain gauge is used as a sensitive element in gauges of excessive pressure, a thermoresistor in a temperature sensor, and a micro-accelerometer in an inclination sensor. The sensor 1 and the electronic board 3 are placed on the housing 2 using fasteners (stands, screws) and are closed by a casing 4. The terminals of the sensor 1 are connected to the electronic board 3. The terminals of the board 3 are connected to the wires 8. Insulation to prevent particles from entering the sensor oil, dust and moisture is provided by seals and sealant 6. The entire internal space of the sensor, limited by the housing 2 and the housing 4, is filled with epoxy compound 7. The technical results are vibration resistance, reliable connection elements, compact size of the sensor, as well as the susceptibility of the sensitive element to the influence of temperature error. 1 n and 3 z.p. f-ly, 3 ill.
Description
Заявляемое устройство предназначено для измерения физической величины, например, избыточного давления, температуры или угла наклона, и ее преобразования в унифицированный сигнал.The inventive device is designed to measure a physical quantity, for example, overpressure, temperature or angle, and its conversion into a unified signal.
Известно устройство для измерения давления (патент на изобретение RU 2166741, МПК G01L 9/04, опубл. 2001.05.10). Оно содержит корпус со штуцером, мембрану, связанную штоком со средней частью, закрепленной на основании концами упругой балки. Упругая балка выполнена в виде прямоугольного параллелепипеда, на внешней поверхности которого размещены тензорезисторы. В боковых гранях упругой балки выполнены сквозные отверстия, перпендикулярные его продольной оси и образующие утолщения вне зон размещения тензорезисторов. Кроме того, в боковых гранях упругой балки выполнены сквозные прорези, параллельные поверхности размещения тензорезисторов, образующие перемычку и соединяющие концы балок между собой. В центральной части перемычки симметрично относительно поперечной оси балки выполнено сквозное отверстие, размеры которого превышают поперечные размеры штока. Шток частично размещен в отверстии перемычки.A device for measuring pressure is known (patent for the invention RU 2166741, IPC G01L 9/04, publ. 2001.05.10). It contains a housing with a fitting, a membrane connected by a rod with a middle part fixed to the base by the ends of an elastic beam. The elastic beam is made in the form of a rectangular parallelepiped, on the outer surface of which strain gages are placed. Through holes are made in the lateral faces of the elastic beam, perpendicular to its longitudinal axis and forming thickenings outside the zones of strain gauge placement. In addition, through the slots are made in the lateral faces of the elastic beam, parallel to the placement surfaces of the strain gages, forming a jumper and connecting the ends of the beams to each other. A through hole is made symmetrically with respect to the transverse axis of the beam in the central part of the bridge, the dimensions of which exceed the transverse dimensions of the rod. The stem is partially located in the hole of the jumper.
Недостатком данного устройства является хрупкость конструкции, а также необходимость в дополнительных вычислительных устройствах для преобразования выходного сигнала.The disadvantage of this device is the fragility of the design, as well as the need for additional computing devices to convert the output signal.
Наиболее близким к заявляемому датчику является устройство для измерения температуры (патент на полезную модель RU 57896, МПК Closest to the claimed sensor is a device for measuring temperature (patent for utility model RU 57896, IPC
G01K 7/16, опубл. 2006.10.27), выбранное в качестве прототипа. Устройство содержит закрепленный в трубопроводе с помощью установочной головки корпус с наружной резьбой. Корпус закрыт в верхней части крышкой и соединен в нижней части с металлической защитной гильзой. В защитной гильзе закреплен термочувствительный элемент, представляющий собой кварцевый резонатор. Выводы термочувствительного элемента посредством проводов включены в цепь преобразователя сигнала. Преобразователь сигнала выполнен в виде генератора частоты, собранного на печатной плате, и размещен в корпусе. Установочная головка, корпус и гильза выполнены в виде функционально последовательной цельной, полой внутри металлической конструкции. При этом гильза выполнена с переменным по ее длине термосопротивлением - минимальным в месте съема теплопотока и максимальным - в месте отвода тепла к преобразователю, а печатная плата с кварцевым генератором размещена под крышкой и отделена от головки корпуса неметаллической втулкой-стаканом.G01K 7/16, publ. 2006.10.27), selected as a prototype. The device comprises a body with an external thread fixed in the pipeline using the installation head. The housing is closed at the top with a lid and connected at the bottom with a metal thermowell. A thermosensitive element, which is a quartz resonator, is fixed in the protective sleeve. The terminals of the heat-sensitive element through the wires are included in the signal converter circuit. The signal converter is made in the form of a frequency generator assembled on a printed circuit board, and placed in the housing. The installation head, housing and sleeve are made in the form of a functionally consistent solid, hollow inside a metal structure. In this case, the sleeve is made with a thermal resistance that is variable along its length - minimum at the place of removal of heat flux and maximum at the place of heat removal to the converter, and the printed circuit board with a quartz generator is placed under the cover and is separated from the body head by a non-metallic sleeve-glass.
Недостатком устройства является низкая виброустойчивость, а следовательно, невозможность надежной работы устройства на вибрирующих объектах.The disadvantage of this device is the low vibration resistance, and therefore the impossibility of reliable operation of the device on vibrating objects.
Задачей заявляемого решения является создание датчика, конструкция которого обладала бы высокой прочностью, компактностью, устойчивостью к вибрациям.The objective of the proposed solution is to create a sensor whose design would have high strength, compactness, resistance to vibration.
Техническими результатами являются виброустойчивость, надежное соединение элементов, компактные размеры датчика, а также неподверженность чувствительного элемента влиянию температурной погрешности.Technical results include vibration resistance, reliable connection of elements, compact size of the sensor, as well as the susceptibility of the sensitive element to the influence of temperature error.
Указанные технические результаты достигаются осуществлением совокупности существенных признаков решения.The indicated technical results are achieved by implementing a set of essential features of the solution.
Датчик содержит корпус, кожух, чувствительный элемент, электронную плату, внешние выводы, элементы крепления и изоляции. Чувствительный элемент и электронная плата электрически соединены между собой, размещены на корпусе и закрыты кожухом. При этом внутренние полости датчика заполнены наполнителями.The sensor contains a housing, a casing, a sensing element, an electronic board, external terminals, fastening and insulation elements. The sensing element and the electronic board are electrically interconnected, placed on the housing and closed by a casing. In this case, the internal cavity of the sensor is filled with fillers.
Кроме того, заявлены дополнительные решения, обладающие вышеуказанной совокупностью признаков, и при этом характеризующие конкретные варианты исполнения датчика.In addition, additional solutions are declared that have the above set of features, while characterizing specific sensor designs.
В датчике избыточного давления в качестве чувствительного элемента применяется тензомодуль, при этом наполнители выполнены на основе эпоксидного компаунда.In the overpressure sensor, a strain module is used as a sensitive element, while the fillers are made on the basis of an epoxy compound.
В датчике наклона в качестве чувствительного элемента применяется микро-акселерометр, при этом наполнители выполнены на основе эпоксидного компаунда.In the tilt sensor, a micro-accelerometer is used as a sensitive element, while the fillers are made on the basis of an epoxy compound.
В датчике температуры в качестве чувствительного элемента применяется терморезистор, при этом в качестве герметика вокруг терморезистора применяется теплопроводная паста, а остальные полости датчика заполнены наполнителями на основе эпоксидного компаунда.In the temperature sensor, a thermistor is used as a sensitive element, while heat-conducting paste is used as a sealant around the thermistor, and the remaining cavity of the sensor is filled with fillers based on epoxy compound.
Конструкция датчика в трех функциональных вариантах исполнения представлена на чертежах: на Фиг.1 - датчик избыточного давления, на Фиг.2 - датчик наклона и на Фиг.3 - датчик температуры.The sensor design in three functional versions is presented in the drawings: in Fig. 1, an overpressure sensor; in Fig. 2, an inclination sensor; and Fig. 3, a temperature sensor.
Позициями на чертежах показаны:The positions in the drawings show:
1 - чувствительный элемент;1 - sensitive element;
2 - корпус;2 - case;
3 - электронная плата;3 - electronic board;
4 - кожух;4 - a casing;
5 - теплоизолирующее основание;5 - heat insulating base;
6 - герметик;6 - sealant;
7 - наполнитель;7 - filler;
8 - провод.8 - wire.
Датчик содержит следующие основные части: чувствительный элемент 1, корпус 2, электронная плата 3, кожух 4, провода 8.The sensor contains the following main parts: sensor 1, housing 2, electronic circuit board 3, casing 4, wires 8.
В качестве чувствительного элемента в датчиках избыточного давления применяется тензомодуль, в датчике температуры - терморезистор, в датчике наклона - микро-акселерометр.A strain gauge is used as a sensitive element in gauges of excessive pressure, a thermistor in a temperature gauge, and a micro-accelerometer in a tilt gauge.
Чувствительный элемент 1 и электронная плата 3 размещены на корпусе 2 с помощью элементов крепления (стойки, винты) и закрыты кожухом 4. Выводы чувствительного элемента 1 соединены с электронной платой 3. Выводы платы 3 соединены с проводами 8. Изоляция для предотвращения попадания внутрь датчика частиц масла, пыли и влаги обеспечивается уплотнителями и герметиком 6.The sensor 1 and the electronic board 3 are placed on the housing 2 using fasteners (stands, screws) and are closed by a casing 4. The terminals of the sensor 1 are connected to the electronic board 3. The terminals of the board 3 are connected to the wires 8. Insulation to prevent particles from entering the sensor oil, dust and moisture is provided by gaskets and sealant 6.
Все внутреннее пространство датчика, ограниченное корпусом 2 и кожухом 4, заполнено эпоксидным компаундом для надежной фиксации элементов датчика и придания датчику вибропрочности.The entire internal space of the sensor, limited by the housing 2 and the casing 4, is filled with an epoxy compound for reliable fixation of the sensor elements and impart vibration resistance to the sensor.
В датчике температуры (Фиг.3), кроме того, для термоизоляции применяется теплоизолирующее основание 5. В качестве герметика вокруг терморезистора применяется теплопроводная паста, а остальные полости датчика заполнены наполнителями на основе эпоксидного компаунда.In the temperature sensor (FIG. 3), in addition, a heat-insulating base 5 is used for thermal insulation. Heat-conducting paste is used as sealant around the thermistor, and the remaining sensor cavities are filled with fillers based on epoxy compound.
Устройство работает следующим образом. В нормальных условиях на выходах чувствительного элемента 1 присутствует начальное значение напряжения, поступающее на вход электронной платы 3. При изменении значения измеряемой величины значение выходного напряжения, поступающего на вход электронной платы 3, изменяется.The device operates as follows. Under normal conditions, at the outputs of the sensor 1 there is an initial voltage value supplied to the input of the electronic board 3. When the measured value changes, the value of the output voltage supplied to the input of the electronic board 3 changes.
В частности, в датчике избыточного давления в нормальных условиях (атмосферное давления на входе датчика) мостовая схема, на базе которой реализован тензомодуль чувствительного элемента 1, находится в сбалансированном состоянии, т.е. с двух ее выходов на входы электронной платы 3 поступает одинаковое напряжение. При изменении давления со стороны чувствительного элемента 1 происходит разбаланс мостовой схемы, в результате которого с выходов чувствительного элемента 1 на входы платы 3 поступает разное напряжение.In particular, in the overpressure sensor under normal conditions (atmospheric pressure at the sensor inlet), the bridge circuit on the basis of which the strain gauge module of the sensing element 1 is implemented is in a balanced state, i.e. from two of its outputs to the inputs of the electronic board 3 receives the same voltage. When the pressure changes from the side of the sensing element 1, an imbalance of the bridge circuit occurs, as a result of which a different voltage is supplied from the outputs of the sensing element 1 to the inputs of the board 3.
В датчике наклона в нормальных условиях (минимальный измеряемый угол наклона) на выходах чувствительного элемента 1, реализованного на базе микро-акселерометра, присутствует начальное значение напряжения, поступающее на входы платы 3. При изменении положения чувствительного элемента 1 (и самого датчика, поскольку чувствительный элемент 1 жестко закреплен на корпусе 2 датчика) в пространстве (в рабочей плоскости) изменяется значение выходных напряжений микро-акселерометра, поступающих на входы электронной платы 3.In the tilt sensor under normal conditions (the minimum measured tilt angle) at the outputs of the sensor 1, implemented on the basis of a micro-accelerometer, there is an initial voltage applied to the inputs of the board 3. When the position of the sensor 1 (and the sensor itself, since the sensor is changed) 1 is rigidly fixed to the sensor housing 2) in space (in the working plane), the value of the output voltages of the micro-accelerometer entering the inputs of the electronic board 3 changes.
В датчике температуры в нормальных условиях (нижний предел диапазона рабочих температур) сопротивление терморезистора, на базе которого реализован чувствительный элемент 1, имеет минимальное значение. Падение напряжения на терморезисторе определяется путем измерения напряжения в цепи до и после сопротивления. Эти два значения поступают на входы электронной платы 3. При изменении температуры изменяется значение сопротивления чувствительного элемента 1, что приводит к изменению значений напряжения, поступающих на входы платы 3. В электронной плате 3 происходит сравнение между собой двух значений напряжений, полученных с чувствительного элемента 1. Полученное в результате сравнения значение напряжения, учитывающее In a temperature sensor under normal conditions (lower limit of the operating temperature range), the resistance of the thermistor, on the basis of which the sensitive element 1 is implemented, has a minimum value. The voltage drop across the thermistor is determined by measuring the voltage in the circuit before and after the resistance. These two values go to the inputs of the electronic board 3. When the temperature changes, the resistance value of the sensitive element 1 changes, which leads to a change in the voltage values supplied to the inputs of the board 3. In the electronic board 3, the two voltage values obtained from the sensor 1 are compared . The resulting voltage value, taking into account
влияние температурной погрешности элементов схемы на показания датчика, преобразуется в унифицированный сигнал - потребляемый ток.the influence of the temperature error of the circuit elements on the sensor readings is converted into a unified signal - current consumption.
Вся схема датчика, включенная в измерительную цепь, потребляет от 4 до 20 мА в зависимости от значения измерения (поданного давления, угла наклона датчика или температуры среды).The entire sensor circuit included in the measuring circuit consumes 4 to 20 mA, depending on the measurement value (applied pressure, sensor angle or medium temperature).
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008104566/22U RU74466U1 (en) | 2008-02-06 | 2008-02-06 | SENSOR |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008104566/22U RU74466U1 (en) | 2008-02-06 | 2008-02-06 | SENSOR |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU74466U1 true RU74466U1 (en) | 2008-06-27 |
Family
ID=39680433
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008104566/22U RU74466U1 (en) | 2008-02-06 | 2008-02-06 | SENSOR |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU74466U1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2466365C1 (en) * | 2011-04-18 | 2012-11-10 | Яков Серафимович Кожевников | Self-contained wireless device for measuring temperature of surface of object |
RU184470U1 (en) * | 2018-04-28 | 2018-10-29 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Device for installing an overhead temperature converter |
RU188122U1 (en) * | 2018-12-26 | 2019-03-29 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная компания "Геоэлектроника сервис" | Pressure sensor in the pressure pipe |
-
2008
- 2008-02-06 RU RU2008104566/22U patent/RU74466U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2466365C1 (en) * | 2011-04-18 | 2012-11-10 | Яков Серафимович Кожевников | Self-contained wireless device for measuring temperature of surface of object |
RU184470U1 (en) * | 2018-04-28 | 2018-10-29 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Device for installing an overhead temperature converter |
RU188122U1 (en) * | 2018-12-26 | 2019-03-29 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная компания "Геоэлектроника сервис" | Pressure sensor in the pressure pipe |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103308223B (en) | Device and method for testing wall shear stress based on flexible heat-sensitive sensors | |
RU74466U1 (en) | SENSOR | |
JP6398808B2 (en) | Internal temperature measuring device and sensor package | |
JP5571849B2 (en) | Integrated temperature measuring instrument for measuring cylinder exhaust gas temperature of marine internal combustion engines | |
RU2688876C2 (en) | Asymmetric bending moment sensor for high-temperature vortex flow meters | |
CN207395944U (en) | A kind of one-piece type sensor of new construction pressure and temp | |
Larsen et al. | Measurement of package-induced stress and thermal zero shift in transfer molded silicon piezoresistive pressure sensors | |
WO2007030053A1 (en) | Device for pressure measurement | |
JP2016170013A (en) | Sensor package | |
RU189841U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING VIBRATION PARAMETERS | |
WO2018139142A1 (en) | Humidity sensor and humidity sensor device | |
RU211877U1 (en) | DESIGN OF THE ABSOLUTE, GAUGE AND DIFFERENTIAL PRESSURE SENSOR | |
RU174922U1 (en) | PRIMARY CONVERTER OF PRESSURE, MOISTURE AND MOLECULAR GAS MASS | |
CN107014453B (en) | Method for operating a coriolis mass flow measuring device and coriolis mass flow measuring device for this purpose | |
US9625338B2 (en) | Passive pressure sensing using sensor with resonator having bridged ends | |
RU2174220C2 (en) | Strain-gauge pressure transducer | |
CN203275440U (en) | Piezoresistive-type acceleration sensor | |
RU159820U1 (en) | FREQUENCY PRESSURE SENSOR | |
RU2279638C2 (en) | Vortex flow meter | |
SU836538A1 (en) | Hot-wire gauge | |
RU151456U1 (en) | VIBRATION DENSITY SENSOR (OPTIONS) | |
RU131875U1 (en) | VIBRATION FREQUENCY MICROMECHANICAL ACCELEROMETER | |
CN109991444A (en) | A kind of strain gauge acceleration transducer | |
Muralidharan et al. | Characterisation of Multi Parameter Sensor for Aero Engine | |
RU186037U1 (en) | Resistance thermoconverter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20130207 |