Датчик давления

 

Использование: изобретение относится к контрольно-измерительной. Цель изобретения состоит в повышении точности измерений . Сущность изобретения: датчик содержит корпус 1, на боковой стенке которого закреплен своей перемычкой электромеханический преобразователь 6 в виде П- образной скобы с двумя параллельными ветвями, концы которых соединены посредством винтов 7 и гаек 8 с жесткими центрами 9 мембран 10, 11, герметично соединенных между собой с образованием анероидной мембранной коробки. Между параллельными ветвями электромеханического преобразователя 6 размещен пьезоэлемент 13, электроды которого подсоединены с помощью проводников 14 к гермовыводам 15. В центре крышки 2 установлен штуцер 16, соединяющий полость 17 датчика с контролируемой средой. Разность давлений в полости датчика и в полости мембранной коробки воспринимается электромеханическим преобразователем 6 и преобразуется в электрический сигнал. 1 ил.

союЗ сОВЕтских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 1 9/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1б 0

7g УУ 1У (21) 4887017/10 (22) 04.12.90 (46) 15.11.92. Бюл. N 42 (71) Научно-производственное объединение по кузнечно-прессовому оборудованию к гибким производственным системам для обработки давлением "3НИКМаш" (72) А, П.Чупеев (56) Авторское свидетельство СССР

М 1383120, кл. G 01 l 9/08, 1982.

Агейкин Д,И, Датчики контроля и регулирования.М., 1965, с. 583, (54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ (57) Использование; изобретение относится к контрольно-измерительной. Цель изобретения состоит в повышении точности измерений, Сущность изобретения; датчик содержит корпус 1, на боковой стенке кото„„. Ж„„1775626 А1 рого закреплен своей перемычкой электромеханический преобразователь 6 в виде Побразной скобы с двумя параллельными ветвями, концы которых соединены посредством винтов 7 и гаек 8 с жесткими центрами

9 мембран 10, 11, герметично соединенных между собой с образованием анероидной мембранной коробки. Между параллельными ветвями.электромеханического преобразователя 6 размещен пьезоэлемент 13, электроды которого подсоединены с помощью проводников 14 к гермовыводам 15.

В центре крышки 2 установлен штуцер 16, соединяющий полость 17 датчика с контролируемой средой. Разность давлений в Аолости датчика и в полости мембранной коробки воспринимается электромеханическим преобразователем 6 и преобразуется в электрический сигнал. 1 ил;

1775626

50

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, а именно к устройствам для измерения давления.

Известен датчик давления, содержащий корпус с мембраной, в котором размещены пьезоэлектрический элемент с переходной втулкой, основание, контактирующий с мембраной регулируемый шток, установленный в резьбовом соединении переходной втулки, в которой выполнены сообщающиеся между собой радиальные отверстия и продольные прорези на ее резьбовой поверхности, заполненные фиксирующим материалом, Известен также датчик давления, содержащий корпус с подводящим штуцером, размещенную в корпусе анероидную мембранную коробку, мембраны которой снабжены жесткими центрами, и электромеханический йреобразователь, кинематически связанный с мембранной коробкой, Недостатком описанн oro датчика давления является невысокая точность измерений, обусловленная влиянием вибраций.

Целью изобретения является повышение точности измерений, Поставленная цель достигается тем, что в датчике давления, содержащем корпус с подводящим штуцером, размещенную в корпусе анероидную мембранную коробку, мембраны которой снабжены жесткими центрами, и электромеханический преобразователь, кинематически связанный с мембранной коробкой, электромеханический преобразователь выполнен в виде П-образной скобы и размещенного между ее параллельными ветвями пьезоэлемента, при этом скоба своей перемычкой жестко закреплена в корпусе, а концами связана с жесткими центрами мембраны.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом.

Датчик содержит корпус 1 с крышкой 2 и эластичной прокладкой 3. На боковой стенке корпуса 1 при помощи винта 4 и гайки 5 жестко закреплен своей перемычкой электромеханический преобразователь

6 в виде П-образной скобы с двумя параллельными ветвями, концы которых соединены посредством винтов 7 и гаек 8 с жесткими центрами 9 мембран 10, 11, герметично соединенных между собой по периметру с образованием анероидной мембранной коробки с замкнутой полостью 12. Между параллельными ветвями электромеханического преобразователя 6 размещен пьезоэлемент 13, электроды которого подсоединены с помощью проводников 14 к гермовыводам 15, связанным с усиливающим и регистрирую щим устройствами (Hp. Io Yàýàíû).

В центре крышки 2 установлен штуцер

16, соединяющий полость датчика 17 с контролируемой средой. Крышка 2 завинчивается винтами 18:

Датчик работает следующим образом, Датчик устанавливается в контролируемой среде, а именно в пневмосистеме для. измерения давления воздуха (например, при подаче пневмокоманды в штамп для осуществления контроля наличия или правильности укладки листовых заготовок в роботизированном комплексе), В исходном положении полость датчика 17 заполнена воздухом под атмосферным давлением, а в полости мембранной коробки 12 воздух разрежен. В результате разницы удельных давлений воздуха снаружи и внутри мембранной коробки на внешние поверхности мембран t0, 11 действуют силы, направленные навстречу друг другу и стремящиеся сблизить поверхности мембран 10, 11.

Электромеханический преобразователь 6, соединенный своими параллельными ветвями с жесткими центрами 9 мембран

10, 11, препятствует сближению мембран

10, 11 и воспринимает силы, пропорциональные разности давлений и эффективной площади мембран 10, 11, пьезоэлемент 13 при этом находится в исходном положении в поджатом состоянии. Сила предварительного поджатия зависит от разности давлений в полости датчика 17 и полости мембранной коробки 12 и геометрических размеров и упругих свойств элементов цепи: мембраны 10, 11 — электромеханический преобразователь 6 — пьезоэлемент 13.

При подаче давления Р через штуцер 16 происходит увеличение разности давлений в полости датчика 17 и полости мембранной коробки 12, Пропорционально увеличиваются силы сжатия мембран 10, 11, встречно направленные и воспринимаемые концами связанного с ними электромеханического преобразователя 6. Пропорционально увеличивается сила сжатия пьезоэлемента 13, B результате чего происходит его деформация и на его обкладках возникает заряд, пропорциональныи приложенной силе, а следовательно поданному давлению, который передается посредством проводников

14 к гермовыводам 15 и далее через усилитель к регистрирующему устройству (не показаны), При уменьшении измеряемого давления Р уменьшается сила сжатия пьезоэлемента 13, в результате регистрируется уменьшение выходного сигнала датчика

В процессе работы датчик воспринимает вибрации машины, которые компенсируются электромеханическим преобразователем 6.

1775626 ническим преобразователем, жестко связанным с це,трами мембран, и 8 результатс размещения чувствительного элемента в зоне отсутствия влияния деформации сжатия, Составитель В,Монахова

Техред M.Moðãåíòàë Корректор Н.Слободяник

Редактор

Заказ 4030 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Вибрации действуют на концы электромеханического преобразователя 6 с равными силами и в одном направлении от плоскости

его симметрии АА. вызывая синхронные колебания его концов относительно этой плоскости, причем векторы виброперемещений совпадают по направлению. При этом пьезоэлемент 13 также совершает очень незначительные колебания вместе с электромеханическим преобразователем 6 относительно корпуса датчика 1, однако ввиду того, что он закреплен между параллельными ветвями П-образного электромеханического преобразователя 6, он не испытывает деформации сжатия под действием вибрации, в результате чего выходной сигнал не изменяется.

Зкономический эффект от внедрения изобретения состоит в повышении точности измерений за счет компенсации вибраций, воспринимаемых П-образным электромеха5 Формула изобретения

Датчик давления, содержащий корпус с подводящим штуцером, размещенную в корпусе анероидную мембранную коробку, мембраны которой снабжены жесткими

10 центрами, и электромеханический преобразователь, кинематически связанный с мембранной коробкой, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, электромеханический преобразователь выполнен в

15 виде П-образной скобы и размещенного между ее параллельными ветвями пьезоэлемента, при этом скоба своей перемычкой жестко закреплена в корпусе, а концами связана с жесткими центрами мембран.