Датчик давления

 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к датчикам давления (ДД), и может быть использовано для измерения низкого статического и динамического давлений. Целью изобретения является повышение точности измерения низкого динамического давления. ДД состоит из цилиндрического корпуса 1 с мембраной 2, контактного узла 6, токовыводов 5, штока 3, который жестко соединен с мембраной 2 м упруго-чувствительным элементом (УЧЭ) 4, представляющего собой консольную балку, образованную параллельными в вертикальной плоскости двумя полупроводниковыми нитевидными тензорезисторами 7 и 8, между которыми находится слой 9 стекла. К корпусу 1 прикреплена мембрана 2 радиуса R, к которой жестко и эксцентрично присоединен шток 3 длины L<SB POS="POST">шт</SB>. Измеряемое давление, воздействуя на мембрану 2, передается на УЧЭ 4, вызывая деформацию тензорезисторов 7,8, которые включены в измерительный мост. ДД предназначен для измерения динамического и статического давлений в диапазоне 0...4 МПа. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлистичесних

РЕСПУБЛИК

6% (11) (51) 5 G 01 L 23/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

/ Ф

1 i r

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

00 изОБРетениям и ОТКРытиям пРи Гннт ссср

К А ВТОРСИОМУ СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ (21) 4466209 (24-10 (22) 21.06.88 (46) 30.04.90. вид. h 16 (71) Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола (72) М.И.Заганяч, М.А.Тихан, А.П.Кутраков и Т.М.Иващук (53) 531.787 (088.8) (56) Заганяч Ю.И. и др. Полупроводниковый датчик для измерения малых давлений с универсальным тензомодулем.

Приборы и системы управления, 1984, Ф 3, с.31. (54) ДАтчик ДАВЛЕИИЯ (57) Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к датчикам давления (ДД) и может быть использовано для измерения низкого статического и динамического давлений. Целью изобретения является повышение точности измерения

2 низкого динамического давления. ДД состоит иэ цилиндрического корпуса 1 с мембраной 2 контактного узла 6, токовыводов 5, штока 3, который жестко соединен с мембраной 2 и упругочувствительным элементом (УЧЗ) 4, представляющего собой консольную балку, образованную параллельными в вертикальной плоскости двумя полупроводниковыми нитевидными тензореэисторами

7 и 8, между которыми находится слой стекла 9. К корпусу 1 прикреплена .определенного радиуса R мембрана 2, к которой жестко и эксцентрично присоединен шток 3 определенной длины

1 . Измеряемое давление, воздействуя на мембрану 2, передается на УЧЭ

4, вызывая деформацию тензорезисторов 7,8, которые включены в измерительный мост. ДД.предназначен для измерения динамического и статического давлений в диапазоне 0 — 4 МПа. 2 ил.

1561001

R е = —, Гз

ЗО

151

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения динамического или статического давления.

Цель изобретения — повышение точности измерения низкого динамического давления.

На фиг.1 представлена принципиальная конструкция датчика; на фиг.2— схема деформации его упругой системы с действующими нри этом усилиями.

Тензометрический датчик низкого динамического давления состоит из цилиндрического корпуса 1 с мембраной

2, штока 3, упругочувствительного ,элемента (УЧЭ) 4, токовыводов 5 и кон1 тактного узла 6. УЧЭ 4 представляет собой консольную балку, образованную двумя параллельными в вертикальной 20

:плоскости нитевидными полупроводниковыми гензорезисторами 7 и 8, ду которыми находится слой стекла 9.

К цилиндрическому корпусу 1 жестко прикреплена мембрана 2, к которой 25 жестко и эксцентрично относительно ее центра прикреплен шток 3. При этом величина эксцентриситета где R — радиус мембраны 2, выбранный из условия

1 — длина УЧЭ 4, 4О длина 1 штока 3 удовлетворяет услоЩт вию

УЧЭ 4 параллелен плоскости мембраны 2 и направлен вдоль ее радиуса.

Одним концом УЧЭ 4 закреплен в корпусе, 1, другим жестко соединен со штоком 3.

Круглая мембрана 2, которая жестко защемлена по контуру, изготовлена из материала с высокими упругими свойствами, например сплава 44 HXTN, УЧЭ 4 представляет собой консольную балку, образованную двумя параллельными в вертикальной плоскости нитевидными полупроводниковыми тензореэисторами 7 и 8, например типа "Йремнистор", между которыми находится слой стекла 9, например СП 52-1, Тензорезнсторы 7 и 8 имеют впаянные платиновые токовыводы 5. В корпус 1 вмонтирован контактный узел 6. При изменении давления прогиб мембраны 2 через шток 3 передается на тензорезис,торы 7 и 8, которые претерпевают деформации растяжения — сжатия и изменяют свое сопротивление, Тензорезисторы 7 и 8 включены в мостовую измерительную схему. По величине разбаланса моста судят о давлении .

Опытный образец датчика был испытан и покал следующие характеристики: при 10-кратной тарировке коэффициент нелинейности характеристики составил

0,087., коэффициент невоспроизводимости О„)% гистерезис 0,05%,.чувствительность 300 мВ/МПа.

Преимуществом предлагаемого устройства является повышение точности измерения низкого динамического давления, достигнутое за счет эксцентричного крепления штока 3 определенной длины к мембране 2 с определенным радиусом, а также за счет обра зования конструкции УЧЭ 4 самими тензорезисторами 7 и 8 и слоем стекла 9 между ними.

Формула изобретения

Датчик давления, содержащий цилиндрический корпус с мембраной, которая посредством штока жестко соединена с упругочувствительным элементом в виде консольной балки, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения в области низкого динамического давления, в нем упругочувствительный элемент выполнен в виде двух параллельно расположенных полупроводниковых нитевидных тензорезисторов, соединенных между собой слоем стекла, а шток прикреплен к мембране эксцентрично на расстоянии е от центра мембраны, определяемом из соотношения где К вЂ” радиус мембраны, при этом радиус К мембраны, длина штока 1 идлина тенэорезистора 1связаны следующими соотношениями:! 561001

Подписное

Тираж 466

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoä, ул. Гагарина, 101

41

R( 3

Редактор Л.Пчолинская

Заказ 974

151

Составитель Н.Матрохина

Техред Л. Серд окова Корректор С.щекмар