Датчик давления

(191 (Ш а 14 С 01 Ь 7/08 19 06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССР В 518654, кл. С 01 Ь 7/06, 1976.Авторское свидетельство СССР В 605130, кл. С 01 Ь 7/08, 1978. (54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет уменьшить погрешность измерения при воздействии термоударов.С наружной стороны мембраны 2 установлено кольцо 4, поджатое тарельчатой пружиной 5, При резком изменении температурыкольцо 4, коэффициент линейногорасширения ко=орого выше чем мембраны, изменяясь в размерах, уменьшает амплитуду прогиба мембраны. Кольцевая проточка 6 компенсирует увеличение диаметра мембраны, снижая еежесткость в радиальном направлении.Глубина кольцевой проточки определяется частотным диапазоном измерения датчика и толщиной мембраны. Деформация мембраны 2 под действиембыстропеременного давления преобразуется пьезоэлементом 3 в электрический сигнал, пропорциональный воздействующему давлению1 ил.1283557 Составитель А,СоколовскийТехред Л.Сердюкова Корректор С.Шекмар Редактор М.Келемеш Заказ 7427/37Тираж 776 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь- зовано для измерения акустических или быстропеременных давлений.Целью изобретения является уменьшение погрешности измерения при воздействии термоударов.На чертеже схематически представлена конструкция предложенного датчика.Датчик содержит металлический корпус 1 с мембраной 2, на которой закреплен пьезоэлемент 3, с наружной стороны мембраны расположено кольцо 4, поджатое тарельчатой пружиной 5. В торце корпуса 1, с внутренней стороны мембраны, выполнена кольцевая проточка 6.Датчик работает следующим образом.При нормальной температуре измеряемой среды (25+10) С акустическое или быстропеременное давление, воздействуя на мембрану с закрепленным на ней пьезоэлементом, деформирует ее и на электродах пьезоэлемента возникает электрический сигнал, пропорциональный воздействующему давлению. Переменные механические напряжения возникают только от воздействия измеряемого давления.При резком повышении температуры мембрана датчика прогревается быстрее, чем корпус, и под воздействием внутренних тепловых напряжений прогибается. Одновременно нагревается кольцо, коэффициент линейного расширения материала которого больше чем у материала мембраны. При этом кольцо, увеличиваясь в размерах, "натягивает" мембрану, причем для большей .эффективности воздействия кольца на мембрану кольцо поджато тарельчатой пружиной. Для компенсации увеличения диаметра мембраны, возникающего при нагревании ее, на торце корпуса с внутренней стороны мембраны выполнена кольцевая проточка, которая снижает жесткость мембраны в радиальном направлении. В связи с тем, что мембрана расширяется радиально без резкого изменения профиля "хлопания"),в ней внутренние напряжения имеютрадиальное направление, что мало ска зывается на изменение пьезомодуляд а это, в свою очередь, не меняет коэффициент чувствительности.При резком понижении температурыиз-за разницы температур корпуса и 10 мембраны в мембране под воздействиемвнутренних тепловых напряжений происходят процессы аналогичные, что ипри резком повышении температуры,При этом кольцо, сжимаясь, не оказывает влияния на мембрану, а толькоподжато к ней, компенсация температурных напряжений обеспечиваетсякольцевой проточкой, которая снижаетжесткость мембраны в радиальном нап равлении. За счет применения кольца и кольцевой проточки достигается уменьшение амплитуды прогиба мембраны подвоздействием термоудара, а следовательно, уменьшение "всплеска" выходного сигнала датчика.Высота кольца определяется исходяиз соотношения коэффициентов линей ного расширения материалов кольца имембраны, а глубина кольцевой проточки определяется частотным диапазоном измерения датчика и толщиноймембраны.35Формула изобретения Датчик давления, содержащий корпус, в котором установлены мембрана 40 и кольцевой упор, размещенный с наружной стороны мембраны, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью умень- щения погрешности измерений при воздействии термоударов, в нем упор вы 45 полнен в виде подпружиненного кольца, коэффициент линейного расширения материала которого больше коэффициента линейного расширения материала мембраны.