Датчик давления

ОП ИСАНИЕИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсникСоциалистическихРеспублин(5 )М. Кл,С 01 (. 9/1 б Гвсударстаеккыа каевтат Опубликовано 15. 03.83, Беллетень1 ОДата опубликования описания 18 . 03. 83.У 87(088.8) ве девам кзавретевкк и атарытикайтики Киевский институт ав 71) Заявител ДЛТЧИК ДЛВЛЕН Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля давления жидкостей и газов в условиях повышенных температур и вибраций, преимущественно для контроля давления в системе смазки и в тормозной системе автомобилей и тракторов.Известен датчик давления для контроля давления в двигателях внутре го сгорания ДВС, Этот датчик давл содержит чувствительный элемент в виде мембраны с жестким центром, взаимодействующей с силовоспринимающим элементом в виде реостатного узла, и корпус с цилиндрическим отверстием в месте крепления мембраны, причем жесткий центр выполнен в форме толкателл (штока), опирающегося на мембрану. Изменяющееся сопротивление обмотки реостата спужит выходным сигналом датчика 11,Недостатками этой конструкции датчика явпяются большие ггогрешности из 4 мерения, что объясняется значительны.ми перемещениямимембраны (единицы мм) при приложении давления, приводящие к возникновению погрешностисвязанной с гистерезисом мембраны итрением толкателя, опирающегося намембрану, во втулке, а также невозможность при неизменных габаритахиспользовать данную конструкцию датчика для измерения давлений, величинакоторых меньше рабочего (номинального), так как на преодоление всехтрений, перемещение ползунка реостатного узла и прогиб мембраны нужны усилия, величина которых определяет нижнее значение рабочего давления и,следовательно, при уменьшении рабоче"го давления ниже номинального необходимо увеличивать размеры мембраны, оцтобы преодолеть усилия трения и создать прогиб мембраны, при этом увеличение размеров мембраны ведет к увеличению габаритов конструкции датчи1001785 3Наиболее близким по техническойсущности к и редла гае мому являет ся да тчик, содержащий корпус, разделитель"ную мембрану, связанную с поршнем,и преобразователь перемещения поршняв электрический сигнал 1 21Датчик предназначен для измерениявысоких давлений расплавов, имеет невысокую точность и большие габариты,По своей конструкции он не может 16быть использован для измерения давления в ДВС,Цель изобретения - повышение, точности, расширение диапазона измерения в сторону низких давлений, уменьшение габаритов и расширение функ"циональных возможностей датчика.Цель достигается тем, что в датчике давления, содержащем размещенные в корпусе поршень, конец которого связан с преобразователем перемецения поршня в электрический сигнал,и разделительную мембрану, раздели"тельная мембрана выполнена в видеэластичного кольца, защемленного по 2внешнему контуру в проточке, выполненной в корпусе и по внутреннемуконтуру - в проточке, выполненнойна цилиндрической поверхности поршня. ЗОВ таком датчике давления преобразователь перемещения поршня в электрический сигнал может быть выполнен,например, в виде консольно закрепленного магнитоупругого преобразователя.Изготовление мембраны в виде эластичного кольца поеволяет уменьшитьдиаметр цилиндрического отверстия вкорпусе практически до очень малыхразмеров, что дает возможность использовать один и тот же преобразователь для измерения различных величин давления, не увеличивая конструктивные размеры. Применение датчика вдругом диапазоне давлений влечет засобой только изменение диаметра порш.ня, канала штуцера и эластичногокольца. Следовательно, возможность изготовления датчиков давления на различные диапазоны измеряемого давленияпри неизменных габаритах обуславливает расширение диапазона его измере"ния без увеличения габаритов.5%На чертеже изображен датчик давления конкретного варианта исполнения, общий вид. Датчик содержит корпус 1. Один изконцов консольного магнитоупругогопреобразователя 2 зафиксирован в донышке 3, которое, в свою очередь,установлено в корпусе 1 и закрепленовальцовкой. К корпусу 1 приваренавтулка 4, в которой также вальцовкойзафиксирован штуцер 5. В канал 6штуцера 5 вставлен поршень 7 с заостренным концом, его охватывает кольцо 8 из масло-теплостойкой резины.Положение кольца 8 в исходном состоянии Фиксировано проточками 9 на поршне 7 и канале 6 штуцера 5. Конецпоршня 7 упирается в гнездо 10 насвободном конце магнитоупругого преобразователя 2. Выводные концы 11катушек 12 преобразователя 2 подпаяны к лепесткам изоляционной проходной стенки 13, которая также зафиксирована в корпусе 1 вальцовкой. Дляподключения внешних выводов служатлепестки 1, на которые одеваютразъемы.Датчик давления работает следующим образом,При подаче жидкости или газа поддавлением в штуцер 5 поршень стремится переместиться вдоль своей осис усилием, пропорциональным произведению его площади на давление, Приэтом он встречает сопротивление консольного магнитоупругого преобразователя 2 усилия в электрический сигнал. Под воздействием приложенногоусилия преобразователь 2 прогибается,однако поскольку он обладает повышенной жесткостью, деформация в точке соприкосновения поршня 7 с гнездом 10 не превышает 0,1-0,2 мм приполном рабочем давлении. В результате поршень 7 перемещается вдоль своей оси не более, чем на 0,1-0,2 мм.При этом уплотнительное кольцо 8подвергается деформации сдвига впределах, не превышающих предела упругости. Поскольку поршень 7 кольцом 8 удерживается на определенномрасстоянии от стенок канала 6 штуцера 5, трение между поршнем 7 и каналом б не возникает. Хотя деформацияпреобразователя 2 и невелика, онаприводит к некоторому смецению гнезда 10, в контакте с которым находится поршень 7, в направлении, перпендикулярном оси поршня 7. Это смецение также. не вызывает трений, поскольку при этом поршень 7 несколькоразворачивается, а кольцо 8 служитформула изобретения Составитель О. ктор А. Долинич Техред И.Теперректор Н". Король Подписноеитета СССРкрытийя наб., д Тираж 871 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений13035, Москва, Ж, Рау каз 4/5 ск Филиал ППП "Патент", г, Ужгоро ектная 5 1004 для него как бы пространственным шарниром. При уменьшении, или снятии давления, те же процессы происходят в обратном порядке. Выходной сигнал снимается с обмоток магнитоупругого 5 преобразователя 2, т.е. с лепестков 14. Выходной сигнал будет более точно отображать информацию о величине измеряемого давления вследствие устранения из конструкции сил трения, 1 О расширение диапазона в сторону умень- щения возможно вследствие выполнения поршня 7 в форме иглы, это расширение не влечет за собой увеличения "габаритов датчика, 15 Датчик давления, содержащий размещенные в корпусе поршень, конец 20 которого соединен с преобразователем 785 6перемещения поршня в электрическийсигнал, и разделительную мембрану,связанную с поршнем, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности, расширения диапазонаизмерения, уменьшения габаритов ирасширения функциональных возможнос,тей, в нем разделительная мембранавыполнена в виде эластичного кольца,защемленного по внешнему контуру впроточке, выполненной в корпусе, ипо внутреннечу контуру - в проточке,выполненной на цилиндрической по"верхности поршня,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 369439, кл. О О 1 Е 9/02, 1971.2. Авторское свидетельство СССРМ 318841, кл. 6 0111/ОО, 1969