Датчик давления

 

О П И С А Н И Е ()964504

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскин

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 22.12.80 (21) 3223122/18-10 с присоединением заявки ЭЙ— (5l)M. Кл.

G 01 1 11/00

G 01 1 19/04

Государственный квинтет

СССР ао делаи наабретений н атнрнтнк (23) Приоритет

Опубликовано 07;10.82.. Бюллетень М37 (53) УДК 531.787 (088.8) Дата опубликования описания 07.10.82 (72) Авторы изобретения

А. С. Веселов и М. В. Немцев (71) Заявитель (54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной тех нике, а именно к устройствам для измерения неэлектрических величин электрическими методами, и может быть использовано для измерения давления, перемещения и деформации при лабораторных исследованиях.

Известны устройства, содержащие два неподвижных электрода и один подвижный электрод, размещенный между неподвижными электродами, помещенными в электролит. Переме. 10 щения подвижного электрода вызывает изменение сопротивления. столба электролита между

° ним и неподвижнымй электродами пропорци-. онально измеряемой деформации. .Устройства обладают высокой чувствительностью (1).

Наиболее близким но технической. сущно- . сти к изобретению является датчик давления, содержащий мембрану и связанный с нею дифференциальный. электрический преобразователь перемещения, образованный элементом активного сопротивления с двумя выводами и контактирующим с ним подвижным контактом, расположенным между выводами (2).

Однако известные датчики обладают погрешностью, связанной с изменением активного сопротивления при изменении температуры;

Цель изобретения — повышение точности. .Поставленная цель достигается тем, что в устройстве на фиксированном расстоянии от подвижного контакта в направлении одного из выводов установлен дополнительный контакт, причем выводы и через переключатель оба контакта подключены в мостовую схему. Кроме того, элемент активного сопротивления с выводами выполнен в виде емкости с электролитом и двумя неподвижными электродами, а подвижный и дополни-. тельный контакты — в виде подвижного и дополнительного электродов.

На фиг. 1 изображен датчик общий вид, в разрезе; на фиг. 2 — электрическая схема.

Датчик содержит камеру с электролитом 1, неподвижные электроды 2, укрепленные на изолирующей планке 3, и подвижный измерительный 4 и дополнительный калибровоч964504

40 ный 5 электроды, установленные на заданном расстоянии друг от друга на изолирующем стержне 6, соединенном с чувствительным элементом 7 в. виде мембраны, закрепленным посредством прижитого кольца 8 к корпусу 5

9 датчика, имеющего отверстие 10 для вывода проводов 11 и регулируемое отверстие 12 компенсационной камеры 13 с гибкой изолирующей прокладкой 14.

На фиг. 2 представлены дпя пояснения 10 принципа работы датчика переменное сопротивяение полумоста 15, переключатель 16, переменное сопротивление 17, согласующий усилитель 18, регистрирующее устройство 19, составляющие вместе с электролитическим датчиком. измерительную схему.

Датчик работает следующим образом.

Для проведения измерений датчик включается в схему измерительного моста, где электролит 1 между каждым из неподвижных . 20 электродов 2 и. одним, например подвижным измерительным 4, электродом составляет два плеча измерительного моста, двумя другими плечами является переменное сопротивление 15. 25

Перед началом измерения проводится тарировка датчика, при этом в измерительную.схему через переключатель 16 включен подвижный измерительный электрод 4. Измерительныг мост балансируется сопротивлением 15 и записывается соответствующее нулевое положение регистрирующим устройством 19.

Под действием, например, заданного давления, величина которого известна, чувствительный элемент 7 (мембрана) датчика прогиба35 ется пропорционально приложенному давлению и через стержень 6, на котором установлены подвижные измерительный 4 и калибровочный

5 электроды, перемещает их между неподвижными электродами 2, удаляясь от одного и приближаясь к другому, При этом происходит изменение сопротивления в плечах полумоста электролитического преобразователя пропорционально перемещению подвижного измерительного электрода 4, а следовательно, и из45 меднение электрического, напряжения- в диагонали измерительного моста пропорционально

-давлению на чувствительный элемент 7.

Электрическое напряжение с диагонали измерительного моста через переключатель 16 поступает на согласующий усилитель 18 и переменным сопротивлением 17, включенным в диагональ измерительного моста, устанавливается величина электрического напряжения на входе согласующего усилителя 18, необходимая для обеспечения достаточного размаха амплитуд в регистрирующем устройстве 19 от ожидаемых давлений в процессе измерений.

Давление на чувствительный элемент 7 (мембрану) по величине подается определенными дискретными ступенями и соответственно записывается регистрирующим устройством 19.

По зарегистрированным результатам строится тарировочньй график и определяется тарировочный .;оэффициент (угол наклона тарировочного графика).

После сйятия давления с чувствительного элемента 7 и записи соответствующего нулевого положения регистрирующим устройством

19 переключателем 16 отключается измерительный электрод 4 и включается в измерительную схему калибровочный электрод 5, одинаковый по своим параметрам с измерите.-ьным электродом 4, установленный на изолирующем стержне 6 ближе, чем измерительный электрод 4, к одному иэ неподвижных электродов 2 на заданное расстояние, что эквивалентно перемещению измерительного электрода 4 на.такое же расстояние под действием измеряемой величины. Этот зарегистрированный результат в дальнейшем при проведении измерений служит эталоном для калибровки и контроля тарировочного коэффициента.

Если при периодическом переключении переключателем 16 калибровочного электрода 5 ,в процессе проведения измерений отмечено изменение зарегистрированного результата, соответственно вносится изменение в значение тарировочного коэффициента или в зависимости от условий проведения измерений этот сигнал калибровки на регистрирующем устройстве поддерживаетса постоянным путем изменения сопротивления 17, следовательно сохраняется постоянным тарировочный коэффициент. 1ерез регулируемое отверстие 12 камеры 13 и гибкую изолирующую прокладку 14 осуществляется компенсация атмосферного давления.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении точности устройства за счет возможности калибровки и контроля масштабного коэффициента в процессе измерений.

Формула изобретения

1. Датчик давления, содержащий мембрану, и связанный с нею дифферециальньй электрический преобразователь перемещения, образованный элементом активного сопротивления с двумя выводами и контактирующим с ним подвижным контактом, расположенным между выводами, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в нем на фиксированном расстоянии от подвижного контакта в направлении одного из выводов

5 964504 6 установлен дополнительный контакт, причем ты — в виде подвижного и дополнительного выводы и через переключатель оба контакта электродов. подключены в мостовую схему. Источники информапни, принятые во внимание при экспертизе

2. Датчик по п. 1, о т л н ч а ю щ и й- g . 1. Авторское свидетельство СССР Н 167346, с я тем, что элемент активного сопротивления - кл. G 01 В 7/18, 1965. с выводами выполнен в виде емкости с элек- 2. Браславский Д. А. Приборы и датчики тролитом и двумя неподвижными электрода- летательных аппаратов, М., "Машиностроение", ми. а подвижный и дополнительный контак- 1970, с. 174, рис. 6.11 (прототип).

4иг. 1

Фм2

ВНИИПИ Заказ 7617/22 Тираж 887 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул; Проектная, 4