Датчик давления

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛ ИСТИН ЕСКИ 1728 УБЛИК)5 6 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТОТКРЫТИЯМ 82 у ОПИСА НИЕ ИЗОБРЕ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 ТЕНИ К АВТОРСКО(21) 4702624/1 (22) 28.04.89 (46) 23,04.92. Б (72) О,А.Красн (53) 531,787(О (56) Бауман Э. ми методами,Авторское М 883680, кл. 54) ДАТЧИК 57) Изобрет ной технике, Целью изоб ме юл, М 15овский8.8)Измерение сил электрическиМ.: Мир, 1978, с. 254.свидетельство СССР6 01 1 9/04, 1975,АВЛЕНИЯние относится к измерительименно к датчикам давления. тения является повышение Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и предназначено для измерения давления мембранными датчиками с тензометрическими преобразователями.Известны датчики давления, действие которых основано на преобразовании внешнего усилия с помощью изгибных упругих элементов и тензорезисторов в электрический сигнал,Наиболее близким аналогом предлагаемого устройства является датчик давления, содержащий закрепленную в корпусе мембрану и упругую консольную балку с тензорезисторами, расположенную параллельно плоскости мембраны. К недостаткам данных датчиков следует отнести невысокую чувствительность, обусловленную деформацией упругих элементов по закону Гука;Цель изобретения - повышение чувствительности измерительного устройства. Для этого в устройстве используются упругие деформации балки с тензорезисторами щйьЫИб" о,ЙИЕН 1 й "МЮИЕИ М2. Датчик содержит матричувствительности.цу 2, закрепленную в корпусе 1 в виде ста кана. Центр мембраны соединен с концом упругого элемента 3, выполненного в виде стержня, несущего тенэорезисторы. Другой конец упругого элемента 3 закреплен на днище стакана с возможностью его смещения относительно центра днища. Стержень 3 предварительно нагружается в продольном направлении до потери устойчивости. При воздействии давления на мембрану стержень 3 прогибается и с тензорезисторов снимается сигнал, пропорциональный давлению. устойчивости балки при ее осевом сжатии. Для реализации данного режима упругая балка одним концом шарнирно закреплена в днище корпуса в виде стакана, а другим шарнирно закреплена на мембране и расположена перпендикулярно ей,Датчик представлен на фиг,1. Он содержит корпус 1 в виде стакана, мембрану 2, упругий элемент 3 с тенэорезисторами, нижний упор 4 чувствительного элемента с регулировочными винтами 5 и 6. Чувствительный элемент 3 выполнен в виде стержня с заданными параметрами а, Ь. Ь (фиг.2).Датчик работает следующим образом.Контролируемое давление воздействует на мембрану 2, она прогибается, сжимая чувствительный элемент 3. Чувствительный элемент 3 изгибается, образуя одну полуволну, изгиб регистрируется по изменению сопротивления тензореэисторов, Предварительно, регулировочным винтом 5 стер1728686 ФигСоставитель О, КрасновскаяРедактор Н, Козлова Техред М.Моргентал Коррект саул аз 1400 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул, Гагарина, 101 жень 3 сжимается до усилия Ро, при этом Рдолжно быть меньше, чем:РоРкр, фф П 4 ф ЕМ/В,где Э - наименьший момент инерции площади поперечного сечения стержня 3; 5Е - модуль упругости материала балки3;В - высота стержня 3,Момент для окончания поджатия определяется по началу изгиба балки 3 (регистрируется тензорезисторами),Величина прогиба балки 3 может бытьрассчитана по формуле:5 = РеефВ /(2 Е";3 (1-Р/Ркр, Р = Ро+ Рх,где Р - сила воздействия мембраны 2 на 15стержень 3;е - эксцентриситет силы Р по отношению к стержню 3;Р - сила воздействия регистрируемогодавления на мембрану. 20При фиксированных параметрах балки3 всегда найдется такое значение Р, прикотором датчик будет обладать большейчувствительностью,.чем чувствительностьустройства-прототипа, 25 Изменяя параметр е, можно также менять чувствительность датчика в широких пределах. Изменение данного параметра производится вращением винта 6, при этом изменяет свое положение точка приложения силы Р по отношению к вертикальной оси стержня 3.Для каждого значения параметров Ро и е перед началом измерений необходима градуировка датчика,Формула изобретения Датчик давления, содержащий корпус в виде стакана, на открытом торце которого закреплена мембрана, а также упругий элемент с тензорезисторами, о т л и ч а ю щ и йс я тем. что, с целью повышения чувствительности, он снабжен шарнирными опорами, размещенными в центрах мембраны и днища стакана, а упругий элемент выпол" нен в виде предварительно напряженного до потери устойчивости стержня, концы которого закрепленй в шарнирных опорах, причем шарнирная опора на днище выполнена с возможностью продольного и поперечного перемещения.