SU1744532A1 - Тензорезисторный датчик давлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  определени  с высокой точностью избыточЮ ных давлений. При этом достигаетс  повышение линейности характеристики при малых значени х величины измер емого давлени . Цель обеспечиваетс  тем, что упругий элемент выполнен составным в виде тел 1, 2 вращени . При этом в ненагруженном измер емым давлением датчике обе со- ставные части упругого элемента предварительно ст нуты при помощи резьбового соединени . При подаче давлени  за счет осевого перемещени  центра составной части 1 упругого элемента происходит перемещение составной части 2 упругого элемента, но в противоположную сторону. Это позвол ет реализовать измерительную схему с четырьм  активными тензорезисто- рами 3,4. 1 ил. п п сл с VJ Јь N сл Сл) KD

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  определени  с высокой точностью избыточных давлений.

Известен датчик давлени , содержа- щий мембрану с пьезоэлементом на ее поверхности, соединенную с упругой перегородкой , на которой наход тс  тензо- резисторы, подпружиненным полым цилиндром, с опиранием упругой перего родки на регулируемый упор.

Недостатками данной конструкции  вл ютс  невысока  нелинейность выходного сигнала, сложность конструкции, высокий гистерезис.

Известен датчик давлени , содержащий чувствительный элемент в виде двух гофрированных мембран, ст нутых в центре гайкой, а по периферии опирающихс  на опорные поверхности корпуса и имеющих цилиндрические участки с навитыми на них тензорезисторами, расположенные на вершинах кольцевых выступов, образованных прилегающими одна к другой коническими оболочками.

В известной конструкции устранены ги- стерезисные  влени  и значительно снижена сложность, однако недостатком датчика  вл етс  высока  нелинейность, особенно в диапазоне малых значений измер емого давлени ,св занна  с неопределенностью напр женно деформированного состо ни  упругих элементов датчика в статическом состо нии и формой упругих элементов.

Цель изобретени  - повышение линей- ности рабочей характеристики при малых значени х измер емого давлени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что рассто ние между опорными поверхност ми корпуса, на которых расположены пери- ферийные области составных частей упругого элемента, больше, чем сумма толщин жестких центров этих частей, а составные части упругих элементов выполнены различной жесткости.

На чертеже представлена конструкци  датчика.

Упругий элемент датчика выполнен составным в виде жесткой 1 и податливой 2 частей, на подрезисторных выступах кото- рых расположены тензорезисторы 3-6. Обе составные части 1 и 2 упругого элемента запрессованы в корпус 7. Жесткие центры составных частей упругого элемента ст нуты между собой гайкой 8, котора  соедин ет упругий элемент с разъемом 9. От внешней среды рабоча  зонатензорезисторов герметизируетс  уплотнени ми 10. При этом рассто ние между опорными поверхност ми корпуса 7, в которые упираютс  торцовые

периферийные области составных частей упругого элемента, больше, чем сумма толщин жестких центров этих частей. .

В св зи с этим при сборке датчика после размещени  тензорезисторов на составных част х упругого элемента с расположением их в корпусе 7 и ст гивани  между собой жестких центров составных частей 1 и 2 упругого элемента до упора при помощи гайки 8 тензорезисторы 3-6 испытывают приращение деформаций раст жени . Поскольку осева  жесткость составной части 1 упругого элемента значительно больше, чем части 2, последн   подвергаетс  значительно большей деформации. При подаче измер емого давлени  Р во внутреннюю полость составной части 1 упругого элемента она начинает деформироватьс  в том же направлении, что и усили  выборки осевого зазора, между жесткими центрами, т.е. догружатьс  с дальнейшим приращением деформации раст жени  тензорезисторов 5 и 6. При этом за счет осевого перемещени  центральной части составной части 1 упругого элемента происходит перемещение составной части 2 упругого элемента , но в сторону, противоположную перемещению, возникающему при выборке осевого зазора, т.е. с разгрузкой составной части 2 упругого элемента и приращением деформации сжати  тензорезисторов 3 и 4. Это позвол ет реализовать измерительную мостовую схему с четырьм  активными тензорезисторами . Так как в нагруженном датчике существует силовой контакт между составными част ми упругого элемента и между ними и корпусом без изменени  знака силового взаимодействи , то это обуслав- ливает нейтрализацию искажени  характеристики датчика в начальном участке вследствие выборки всех зазоров в стыках и сопр жени х. Выполнение всех деталей датчика в форме тел вращени  позвол т осуществить их высокоточное изготовление с минимальными трудозатратами и обеспечить интегрирование пол  напр жений тензорезисторами.

Техническим преимуществом предлагаемого решени   вл етс  высока  линейность выходного сигнала датчика, особенно при малых значени х измер емого давлени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Тензорезисторный датчик давлени , содержащий корпус, упругий элемент, который выполнен из двух соосно расположенных составных частей, имеющих форму тел вращени , кажда  составна  часть упругого элемента по своей периферии расположена на опорных поверхност х

   корпуса и выполнена с жестким центром, при этом жесткие центры ст нуты между собой резьбовым соединением, а также содержащий закрепленные на упругом элементе тензорезисторы, отличающийс  тем, что, с целью повышени  линейности рабочей характеристики при малых значени х

   измер емого давлени , в нем рассто ние между опорными поверхност ми корпуса, на которых расположены составные части упругого элемента, больше, чем сумма толщин жестких центров этих частей, а составные части упругих элементов выполнены разной жесткости.