SU1296870A1 - Датчик пульсаций давлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и позвол ет повысить чувствительность и обеспечить посто нство коэф, преобразовани  во всем диапазоне измер емых давлений. Упруга  мембрана 5, на которой на рассто нии 0,25 радиуса от ее центра размещены тензорезисторы 6 и 7, жестко соединена толкателем 8 с упругой балкой 9. Тензорезисторы 10, 11 балки 9 и 6 , 7 мембраны 5 соединены в мостовую схему. Определенное давление Рр вызывает деформацию мембраны, фиксируемую тензорезисторами 6, 7, выдающими соответствующий сигнал в измерительную схему. При повышении давлени  происходит совместное деформирование мембраны 5 и балки 9. Сиг- нал с тензорезисторов 6 и 7 остаетс  неизменным, а с тензорезисторов 10, 11 поступает в измерительную схему Переменный сигнал. Приведено соотношение , из которого выбираютс  геометрические размеры мембраны и балки . 1 ил. (Л 00

Description

11296870

зобретение относитс  к приборе-

ны де ны ти та в ос зо а ме дв че PJ но 3 в пр зо ви ле но д

строению, а именно к.датчикам давлени , и может быть использовано дл  измерени  переменных давлений жидких и газообразных сред.

Цель изобретени  - повьппение чувствительности и обеспечение посто нного коэффициента преобразовани  во всем диапазоне измер емых давлений.

На чертеже изображен датчик, общий вид.

Датчик состоит из корпуса 1 с жесткими опорами 2, наружной защитной мембраны 3, изолирующего сло  4, упругой (рабочей) мембраны 5 с полумостом тензорезисторов 6 и 7, толкател  8, посредством которого мембрана 5 жестко св зана с балкой 9 и тен зорезисторами 10 и 11, установлен- ными на обеих поверхност х мембраны на рассто нии 0,25 R от центра мембраны и представл ют собой кольцевые тензорезисторы, имекхцие такой же коэф(|ициент тензочувствительности,

что и тензорезисторы балок 10 и П. Между балкой 9 и опорами корпуса 2 имеетс  зазор 4 , который выбираетс 

при давлении Р

EucUiS ,

Датчик пульсаций давлени  работает следующим образом.

При давлени х от нул  до Р, происходит деформирование упругой мембраны и в измерительную схему поступает сигнал от полумоста установленных на ней тензорезисторов 6 и 7. При этом обеспечиваетс  максимальна  чувствительность датчика, так как к давлению Р напр жени  в мембране 5 достигают допускаемых напр жений .

Начина  с давлени  Р происходит деформирование мембраны 5 и балки 9. При этом тензорезисторы 6 и 7 с мембраны во всем диапазоне давлений Р Рр выдают в измерительную схему неизменный сигнал, равный сигналу при давлении Р, а тензорезисторы ho и II с балки 9 - переменный сигнал той же чувствительности, что и тензорезисторы 6 и 7 при давлени х от нул  до Рд.

Суммарный сигнал мостовой схемы, обеспечивает датчику посто нство чувствительности во всем диапазоне давлений от нул  до РМОКО

5 0

5

Особенности работы.чувствительных элементов при их совместном деформировании объсн ютс  рациональным подбором жесткостных характеристик мембраны и балки 9, при котором тангенциальные деформации мембраны в зоне установки тензорезисторов остаютс  неизменными во всем диапазоне давлений от Р до Р , а напр жени  в остальных точках мембраны при увеличении давлени  в два раза увеличиваютс  не более, чем в 1,26 раза по сравнению с наибольшим напр жени ми при давлении PJJ . Возможность подбора такого соотношени  следует из разных расчетных 3ависимостей напр женно-деформированного состо ни  мембраны от распределенной и сосредоточенной нагрузок и физически означает, что действие распределенной нагрузки от давлени  компенсируетс  сосредоточенной реакцией со стороны балки. При давлени х мембрана работает

5

0

как элемент, передающий усилие на балку практически без роста напр жений в самой мембране. Это обеспечивает повышенную чувствительность датчика, так как при давлени х 0 полностью используютс  упругие свойства балки. При этом геометрические параметры мембраны 5 и балки 9 определ ютс  из следующего соотношени 

0.86,

где 1, b и h - соответственно длина, ширина и толщина балки;

S и R - соответственно толпщ- на и радиус мембраны.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Датчик пульсаций давлени , содержащий корпус и упругую мембрану с основными тензорезисторами, котора  установлена с зазором относительно жесткой опоры, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  чувствительности и обеспечени  посто нства коэффициента преобразовани , он снабжен жестко соединенной с мембраной упругой балкой с дополнительными тензорезисторами, соединенными с основными тензорезисторами мембраны в мостовую измерительную схему, при этом основные тензорезисторы расположены на мембране на рас31296870 4

   сто нии 0,25 R от ее центра,а гео- где f, b и h - соответственно длина,

   метрические размеры мембраныи балки ширина и толщина бал-

   выбираютс  из соотношени :ки;

   J JS и R - соответственно толщигг П1 0,86,на и радиус мембраны.