SU1068746A1 - Датчик давлени - Google Patents

Abstract

ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, содержащий трубчатый упругий злемент, на котором установлены по крайней мере два тензорезистора, один из которых ориентирован вдоль, а второй - перпендикул рно к продольной оси элемента, и включенных в плечи измерительного моста, отличающийс   тем, что, с целью повьццени  точности, в него введен стержень с утолщени ми по концам, который закреплен своими кошщми на упругом элементе перпендикул рто к его продольной оси, причем поперечный тензорезистор закреплен на утонченной части стержн  и включен в противоположное плечо моста по отнощению к продольному 1ензорезистору, а размеры стержн  удовлетвор ют соотноше1ППО . И ft-1 n-vi / L. - полна  длина стержн ; где i - длина утонченной части стержн ; i JU - коэффициент Пуассона; П - отношение поперечного сечени  (Л С утолщенных концов стержн  к поперечному сечению утонченной части. 0:) 00 а if Oi

Description

Изобретение относится к технике измерения давления жидких и газообразных сред.

Известны датчики для определения внутреннего. давления в трубчатых элементах конструкций, содержащие тупиковую камеру с тензо- 5 . резисторами, установленными на упругом участке этой камеры, причем, полость камеры сообщается с полостью трубчатого элемента, в котором производят замер давления' [ 1 ].

Недостаток таких датчиков состоит в том, что для установки их обязательно требуется разгерметизация трубчатого элемента, что не всегда возможно, а в иных случаях вообще не допускается.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является датчик давления, содержащий продольные и поперечные тензорезисторы, установленные непосредственно на поверхности трубчатого элемента и образующие смежные плечи измерительного полумос-. ²⁰ та (моста) 121

Однако при одновременном действии внешней продольной нагрузки и внутреннего давления известные датчики не позволяют выделить сигнал, характеризующий лишь измеряемое ²⁵ Давление в трубчатом элементе. Это приводит к уменьшению точности измерения давления за счет появления сигналагпомехи, вызванного действием внешней продольной нагрузки.

Цель изобретения - повышение точности 30 датчика.

Поставленная цепь достигается тем, что в датчик, содержащий трубчатый упругий элемент, на котором установлены по крайней мере два тензорезйстора, один из которых ориенти- 35 рован вдоль, а второй - перпендикулярно к продольной оси упругого элемента, и включенных в плечи измерительного моста, в него введен стержень с утолщениями по концам, который закреплен своими концами на упру- 40 гом элементе перпендикулярно к его продольной оси, причем поперечный тензорезистбр закреплен на утонченной части стержня и включен в противоположное плечо моста по отношению к продольному тензорезистору, разме- 45 ры стержня удовлетворяют соотношению

L .. П - 4 где L - полная длина стержня;

\ ί - длина утонченной части стержня;

- коэффициент Пуассона;

И — отношение площади поперечного сечения утолщенных концов стержня к площади поперечного сечения утонченной части.

ВНИИПИ Заказ 11450/35

На чертеже схематически изображены датчики давления.

£

Датчик давления содержит стержень 1, на утонченной части которого вдоль его оси наклеен поперечный тензорезистор 2, включенный в противоположное плечо измерительного моста по отношению к продольному тензорезистору 3, наклеенному непосредственно на поверхности трубчатого элемента 4. Стержень 10. 1 имеет утолщения по концам, которыми он закреплен на поверхности трубы перпендикулярно ее продольной оси.

При действии внешней продольной нагрузки >на трубчатый элемент, продольный и попереч15 ный тензорезисторы, образующие противоположные плечи¹ измерительного моста, получают одинаковые, но разнознаковые деформации, что соответствует условию самобалансировки моста и отсутствию сигнала в измерительной диагонали. При дополнительном действии внутреннего измеряемого давления на трубчатый элемент активные тензорезисторы получают однознаковые деформации и, будучи включенными в противоположные плечи измерительного моста, вызывают его разбаланс, в связи с чем в измерительной диагонали моста вырабатывается сигнал, характеризующий внутреннее давление в трубчатом элементе.

При предложенном конструктивном решении датчика давления его установка производится без нарушения целостности трубчатого элемента, а значит и без вмешательства и остановки технологического процесса, обеспечиваемого трубчатым элементом, так как датчик состоит из узлов, размещенных на поверхности трубчатого элемента. В отличие от известного устройства за счет соответствующего расположения концентрирующего стержня, подбора его размеров и включения активных тензорезисторов, датчик обеспечивает выделение сигнала, характеризующего внутреннее давление в трубчатом элементе при одновременном действии на него как внешней· продольной нагрузки, так и внутреннего давления. Это исключает появление сигнала-помехи и увеличивает реальную точность замера давления в десятки раз и более по сравнению с известным устройством, Чувствительность датчика увеличена более чем в 4 раза в связи с наличием концентрирующего стержня й включением активных тензорезисторов в противоположные плечи измерительного моста.

Изобретение позволяет значительно уменьшить влияние силы, растягивающей трубчатый элемент, на выходной сигнал датчика, что существенно повышает точность измерения.

Тираж 827 Подписное

Филиал ППП ’’Патент”, г. Ужгород, ул.Проектная,4

Claims (1)

1. ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, содержащий трубчатый упругий элемент, на котором установлены по крайней мере два тензорезистора, один из которых ориентирован вдоль, а второй — перпендикулярно к продольной оси упругого элемента, и включенных в плечи измерительного моста, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности, в него введен стержень с утолщениями по концам, который закреплен' своими концами на упругом элементе перпендикулярно к его продольной оси, причем поперечный тензорезистор закреплен на утонченной части стержня и включен в противоположное плечо моста по отношению к продольному 1ензорезистору, а размеры стержня удовлетворяют соотношению . » где L - полная длина стержня;

   I — длина утонченной части стержня;

   JA — коэффициент Пуассона; SS

   П — отношение поперечного сечения * утолщенных концов стержня к поперечному сечению утонченной части.

   -SU .,.,1068746

   1068746 2