Датчик давления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 09) (И) О 1 9 04 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН инженеров железн де ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ(71) Хабаровский институтодорожного транспорта(54) (57) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, содержащийтрубчатый упругий элемент, на котором установлены по крайней мере два тензорезистора,один из которых ориентирован вдоль, а второй - перпендикулярно к продольной осиупругого элемента, и включенных в плечи измерительного моста, о т л и ч а ю щ и й.)с я тем, что, с целью повышения точности, в него введен стержень с утолщениями по концам, который закреплен своими концами на упругом элементе перпендикулярно к его продольной оси, причем поперечный тензорезистор закреплен на утонченной части стержня и включен в противоположное плечо моста по отношению к продольному тензорезистору, а размеры стержня удовлетворяют соотношению3 полная длина стержня;длина утонченной части стержня; коэффициент Пуассона;отношение поперечного сечения утолщенных концов стержня к поперечному сечению утонченной части. С1068746 аж 827 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4 Изобретение относится к технике измерениядавления жидких и газообразных сред.Известны датчики для определения внутрен.него. давления в трубчатых элементах конструкцнй, содержащие тупиковую камеру с тензо 5резисторами, установленными на упругом участ.ке этой камеры, причем, полость камеры сообщается с полостью трубчатого элемента, вкотором производят замер давления 1).О,Недостаток таких датчиков состоит в том,что для установки их обязательно требуетсяразгерметизация трубчатого элемента, что невсегда возможно, а в иных случаях вообщене допускается.Наиболее близким к изобретению по тех 15нической сущности является датчик давления,содержащий продольные ц поперечные тензорезисторы, установленные непосредственно наповерхности трубчатого элемента и образующие смежные плечи измерительного полумос.та 1 моста 1 К,Одцако при одновременном действии внешней продольной нагрузки и внутреннего давления известные датчики це позволяют выделитьсигнал, характеризующий лишь измеряемоедавление в трубчатом элементе. Это приводитк уменьшеншо точности измерения давленияза счет появления сигнала-.помехи, вызванного действием внешней продольной нагрузки.Цель изобретения - повышение точности 30датчика.Поставленная цель достигается тем, что вдатчик, содержащий трубчатый упругий элемент, ца котором установленыпо крайней мередва тецзорезистора, один из которых ориентирован вдоль, а второй - перпендикулярно кпродольной оси упругого элемента, и включенных в плечи измерительного моста, в неговведен стержень с утолщениями о котщам,который закреплен своими концами на упру 40гом элементе перпендикулярно к его продольной оси, причем поперечный тензорезисторзакреплен на утонченной части стержня и включен в противоположное плечо моста по отношению к продольному тензорезистору, размеФры стержня удовлетворяют соотношениюо-лгде , - полная длина стержня;Й - длина утонченной части стержня;А - коэффициент Пуассона;И - отношение площади поперечногосечения утолщенных концов стержня к плошади поперешого сеченияутонченной части.55ВНИИПИ Заказ 11450/35 Тир На чертеже схематически изображены датчики давления,Датчик давления содержит стержень 1, на утонченной части которого вдоль его оси наклеен поперечный тензорезистор 2, включец. ныи в противоположное плечо измерительного моста по отношению к продольному тензоре.зистору 3, наклеенному непосредственно на поверхности трубчатого элемента 4. Стержень1 имеет утолщения по концам, которыми он закреплен на поверхности трубы перпенди.кулярно ее продольной оси.При действии внешней продольной нагрузки на трубчатый элемент, продольный и поперечный тензорезисторы, образующие нротивоположные цлечиф измерительного моста, получают одинаковые, но разнознаковые деформации,что соответствует условию самобалансировкимоста л отсутствию сигнала в измерительнойдиагонали. При дополнительном действии внутреннего измеряемого давления на трубчатыйэлемент активные тензорезисторы получают однознаковые деформации и, будучи включенными в противоположные плечи измерительногомоста, вызывают его разбаланс, в связи с чемв измерительной диагонали моста вырабатывается сигнал, характеризующий внутреннее давле.ние в трубчатом элементе,При предложенном конструктивном решениидатчика давления его установка производитсябез нарушения целостности трубчатого элемента, а значит и без вмешательства и остановкитехнологического процесса, обеспечиваемоготрубчатым элементом, так как датчик состоитиз узлов, размещенных на поверхности трубчатого элемента, В отличие от известного устрой,ства эа счет соответствующего расположенияконцентрирующего стержня, подбора его размеров и включения активных тензорезисторов,датчик обеспечивает вьщеление сигнала, характеризующего внутреннее давление в трубчатомэлементе при одновременном действии на негокак внешней продольной нагрузки, так ивнутреннего давления. Это исключает появле.ние сигнала-помехи и увеличивает реальнуюточность замера давления в десятки раз и более по сравнению с известным устройством,Чувствительность датчика увеличена более чемв 4 раза в связи с наличием концентрирующего стержня и включением активных тензорезисторов в противоположные плечи измерительного моста,Изобретение позволяет значительно уменьшить влияние силы, растягивающей трубчатыйэлемент, на выходной сигнал датчика, что существенно повышает точность измерения,