Датчик давления

гц 5842 О 9 Союз Сооетскнх Социалисгических Республик(51) М, Кл.з Сг 011. 9/04 с присоединением заявкиГосугтарстееииыгк комитет Сыыыга Мыыггегрсо СССР по делам изобретенийи открыггий(45) Дата опубликования описания 26,01.78(71) Заявитель Институт теоретической и прикладной механики Сибирского отделения АН СССР(54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ х - тгг 1"гс ф Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности, к тензометрическим датчикам давления,Известны тензометрические датчпки давления для измерения перепадов давления меньше 1 кгсггсм (0,1 МПа), содержащие чувствительный элемент в виде сильфона, преобразующего давление в силу, воздействующую на консольную балку с наклеенными на нее тензорезисторами 11.Известен также тензорезистивный датчик давления с повышенной чувствительностью 21, содержащий чувствительный элемент в виде мембраны, на которой закреплены несколько рядов стоек с тензорезисторами.Известные тензорезистивные датчики давления имеют большие погрешности при измерении динамических колебаний давления, так как наличие чувствительного элемента в виде круглой мембраны, не позволяет получить при малых перепадах давлений над и под мембраной достаточно малый объем надмембранного пространства (со стороны измеряемого давления). Практически не удается получить этот объем гменее 100 мм, время отсоса которого (время измерения) при перепаде давлений 10 Па составляет 30 - 40 с.Для повышения точности при динамических измерениях в предлагаемом датчике давления, содержащем чувствительный элемент и упругий элемент в виде консольных балок с наклеенными на них тензорезисторами, чувствительный элемент выполнен в виде кольцевой мембраны, а сечения балки в плоскости действия измеряемых нагрузок спрофилированы по закону: 10 где Ь,. - текущая толщина балки;Йс - толщина балки в заделке;1 в дли балки;х - текущая координата длины балки.На фиг. 1 изображен общий вид описывас мого датчика в разрезе; на фнг. 2 - то же,разрез по А - А на фиг. 1; на фиг, 3 - заделка кольцевой эластичной мембраны; на фиг, 4 - сечение балки, спрофилированное по указанному выше закону, и эпюра нормальных па прякений и относительных деформаций.Датчик давления содержит упругий элемент1, представляющий собой две консольные балки, спрофилированныс по указанному закону, и чувствительный элемент в виде эластичной 2 д кольцевой мембраны 2, охватывающей упругий элемент. Мембрану 2 закрепляют и уплотняют между кольцами 3 и 4 затяжкой торцевых дисков 5 винтом 6. Сборка вставлена в гнездо корпуса 7 (например, пневмокоммута- ЗО тора). В кольцевую выточку Б корпуса, обраПодписноР Тираж 1109а Совета Министров Сий и открытийауигская ваб., д, 4/5 Изд. М 144Государственного комитс по дела/и изобрстс 113035, Москва, /1(-35, Р Заказ 3253,1 1 П нпография, пр. Сапунова зующую надмембранный объем, выходят импульсные линии. Под мембраной поддерживается опорное давление. Тензорсзисторы 8 наклеены на балки элемента 1.Датчик работает следующим образом.Измеряемое избыточное давление воздействует через мембрану 2 на полукольцо упругого элемента 1, прогибая консольные балки. С тензорезисторов 8 снимается электрический сигнал, пропорциональный измеряемому давлению.В реальной измерительной системе (12-ти канальный пневмокоммутатор) с применением описываемого датчика удалось повысить точность измерения за счет сокращения времени единичного замера давления до 0,05 0.1 с. Это особенно важно для экспериментов в аэродинамических трубах ограниченного времени действия,Формула изобретенияДатчик давления, содержащий чувствительный элемент и упругий элемент в виде консольных балок с наклеенными на них тензорезисторами, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при динамических измерениях, чувствительный элемент выполнен в виде кольцевой мембраны, а сечения балки в плоскости действия измеряемых нагрузок спрофилированы по закону:10Ь,=6, х где 6,. - текущая толщина балки;Йа - толщина балки в заделке;1 в длина балки;х - текуцая координата длины балки. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Осипович Л, А., Смыслов И, И. Полупро 20 водниковый малогабаритный датчик давления,Г 1 риборостроение,10, 19 б 5, с, 24. 2, Авторское свидетельство502257, кл. Ст 011. 9/04, 197 б.