SU1490515A1 - Устройство дл измерени давлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  с повышенной точностью быстропеременных давлений в услови х действи  нестационарных температур. При подаче измер емого давлени  со стороны мембраны 2 происходит деформаци  стержневого упругого элемента 3. Вследствие этого на выходе мостовой измерительной цепи, сформированной в виде металлопленочных тензорезисторов 4-7 на плоской грани элемента 3, по вл етс  сигнал. При воздействии на устройство нестационарных температур вследствие различи  температурных условий тензорезисторов 4 и 6 на выходе усилителей сигналы оказываютс  не равными по величине. Регул тор напр жени , управл емый поступающим на вход управлени  сигналом, обеспечивает компенсацию температурной погрешности. 3 ил.

Description

31

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к устройствам дистанционного измерени  давлени , и может быть использовано дл  измерени  быстропеременных давлений в услови х действи  нестационарных температур.

Цель изобретени  - повышение точности и упрощение конструкции уст- ройства.

На фиг. 1 и 2 показан датчик дав- лени  на фиг. 3 - измерительна  схема устройства дл  измерени  давлени 

Датчик давлени  (фиг. 1) содержит корпус 1, мембрану 2, стержневой упругий элемент 3 с металлопленочными тензорезисторами 4-7, сформированными на плоской грани А. Тензорезисто- ры А-7 соединены в мостовую измери- тельную цепь и образуют на плоскости грани А квадрат, при этом тензорезис торы 5 и 7 параллельны продольной оси Стержн , а тензорезисторы 4 и 6 перпендикул рны продольной оси стерж н . Контактные площадки 8-11 (фиг.2) служат дл  подключени  мостовой измерительной цепи к измерительной схеме , изображенной на фиг. 3.

К диагонали мостовой измерительно цепи подводитс  напр жение , источ ника питани . С противоположной диа- моста из тензорезисторов 4-7 снимаетс  сигнал, который через усилитель 12 и регул тор 13 напр жени  поступает на выход прибора. Один конец этой же диагонали (контактна  точка 9) соединен с входом усилител  14, а другой конец (контактна  точка 11) - с входом усилител  15. Выход усилител  15 соединен со втЪрым входом сумматора 16. Выход сумматора 16 соединен с входом управлени  регул тора 13 напр жени .

Устройство работает следующим об- разом.

При подаче измер емого давлени  со стороны мембраны 2 происходит деформаци  стержневого упругого элемента 3, Металлопленочные тензорезисто- ры 4-7 (фиг. 1), сформированные на плоской грани А стержневого упругого элемента 3, испытывают деформацию: тензорезисторы 5 и 7 - продольную, а тензорезисторы 4 и 6 - поперечную,

Вследствие этого на выходе мостовой измерительной цепи по вл етс  сигнал, пропорциональньй измер емому давлению. Этот сигнал усиливаетс 

усилителем 12 и подаетс  через регулирующий элемент (регул тор напр жени ) 13 на вход прибора,

При воздействии на датчик статических или медленно мен ющихс  температур , когда температура по длине стержневого упругого элемента распредел етс  равномерно, тензорезисторы 4 и 6 наход тс  практически в одинаковых температурных услови х, В этом случае падени  напр жени  на этих тензорезисторах равны: как без нагрузки (давлени ), так и при действии нагрузки, поскольку тензорезисторы 4 и 6 воспринимают одинаковую деформацию одного знака (они расположены перпендикул рно продольной оси стержневого упругого элемен та), Таким образом, при статических или медленно мен ющихс  температурах , когда градиент температуры по длине стержневого упругого элемента равен нулю, с выхода усилителей 14 и 15 на сумматор 16 подаетс  одинаковое напр жение. Сумматор 16 выполн ет операцию вычитани , В результате разностный сигнал на выходе сумматора равен нулю и на вход управлени  регул тора 13 напр жени  сигнал не поступает.

При воздействии на датчик нестационарных температур, когда температура по длине стержневого упругого элемента распредел етс  неравномерно , т.е. имеет место градиент температуры по длине, тензорезисторы 4 и 6 оказываютс  в неодинаковых температурных услови х, так как тензоре- зистор 6 расположен у основани  стержнево го элемента, а тензорезистор 4 - у его вершины. Тензорезис«

торы 5 и 7 имеют при этом одинаковые температурные услови , так как они расположены идентичным образом по длине упругого элемента. Изменени  сопротивлений тензорезисторов 5 и 7 от температуры будут одинаковыми.

Вследствие различи  температурных условий тензорезисторов 4 и 6 их сопротивлени  оказываютс  неодинаковыми , неодинаковымистанов тс  и падени  напр жений на них. В результате на выходе усилителей 14 и 15 сигналы оказываютс  не равными по величине и с выхода сумматора 16 разнос ный сигнал, отличный от нул , поступает на вход управлени  регул тора 13 напр жени . Разностный сигнал

514

тем больше, чем больше градиент температуры по длине упругого эпемента. Регул тор 13 напр жени , управл емый поступающим на вход управлени  сигналом , обеспечивает компенсацию погрешности , возникающей на выходе мостовой измерительной цепи, благодар  чему выходной сигнал  вл етс  нечувствительным к нестационарным темпе- ратурам, действующим на датчик, а выходной сигнал зависит только от изменени  давлени .

Использование предлагаемого устрой- ства повышает точность при работе в услови х действи  нестационарных температур .

Предлагаемое устройство (по сравнению с. известными) просто конструк- тивно и надежно.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  давлени  содержащее датчик давлени  в виде корпуса , в котором размещены мембрана и стержневой упругий злемент, на

   56

   njiocKoft грани KoTcip -r з сф 1рмиро;5ак з epитe.ьньtй мост из четырех -.снзо резисторов, два fi3 KOTOpbtx оС азуК - противоположны€; плечи моста и параллельны оси стержневого упругого элемента , а два других перпендикул рны оси и расположены один - у основани  упругого элемента, а другой - у его вершины, первый усилитель, подключенный к выходной диагонали моста, второй усилитель, сумматор, регул тор напр жени , источник питани  и измерительный прибор, отличающеес  тем, что, с целью повьщ1ени  точнЪсти и упрощени  устройства, в него введен третий усилитель, который подключен к плечу моста с тензо- резистором, расположенным у вершины стержневого упругого элемента, а второй усилитель подключен к противоположному плечу моста, причем второй И третий усилители подключены через сумматор к входу управлени  регул тора напр жени , второй вход которого соединен с выходом первого усилител , а выход - с измерительным прибором.

   ---

   11

   tJ. пит

   Фиг. 5