Датчик давления

(51) С 01 Ь 19/06 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ) 3444450/24-10 (54)(57) ДАТЧИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(21 (22) 07,0482 (46) 15.05.85, Бюл. Мф 18 (72) Г.О.Ярошевич и М.Л.Цирульников (7 1) Специальное конструкторское бйро устройств подготовки данных Пензенского производственного объединения Электромеханика" (53) 531.787(088,8) (56) 1. Андреева Л.Е. Упругие элементы приборов. М., Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 19 б 2, с. 341, фиг, 185.2. Скоростемер локомотивный. Тип СЛ, Альбом чертежей. М.-Л., Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1952, с. 18 (прототип). ДАВЛЕНИЯ, содержащийкорпус, чувствительный злемент ввиде подпружиненного сильфона, установленный в корпусе, и канал в корпусе для подачи измерительной среды,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью снижения погрешности преобразования быстроменяющегося давлениягаза, под дном сильфона установленаупругая опора с отверстием для прохода измеряемой среды, приюем жесткостопоры в направлении перемещения сильфона в два раза больше жесткостйпружины сильфона,) х дпа вверх сйпр 1 х (для пере-(цс+СХ)= -(се+с ещени мен ины его давления вы я дна вни Изобретение относится к приборостроенио, в частности к приборам с сильфонами для измерения быстроменяющегося давления газа, и может быть использовано в транспортных средствах 5 и пневматических системах автомати.ческого регулирования,Известен датчик давления регулятора, содержащий камеру высокогодавления, сильфон, пружину, шток склапаном, При изменении. величиныдавления сильфон изменяет свою длину.Дно сильфона .при этом перемещаетклапан, который перекрывает входвоздуха (.13.Недостатком этого устройстваявляется наличие колебательногопроцесса перемещения сильфона прибыстром изменении давления,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому устройствуявляется датчик индикатора тормозного давления скоростемера, содержащий патрубок входной подачи сжа.того воздуха, сильфон, пружин,дно сильфона, камеру, рейку.Пружины установлены внутри сильфона и предназначены для противодействия рабочему давлению, так каксам сильфон оказывает незначительное сопротивление сжатию. В исходном состоянии дно сильфона покоится на дне камеры, При поступлении сжатого воздуха через патрубок сжимается сильфон и пружины. Дно сильфона лодки- З 5 мается под действием силы давления сжатого воздуха. При этом все изменения величины давления воздуха в тормозной магистрали вызывают соответствующие перемещения дна силь фона и рейки, через которую )осуществляетсл регистрация величины давления 2 3.Недостатком такого датчика давления, является погрешйость преобразования 45 величины давления при перемещении дна, когда сильфон возвращается в исходное состояние при быстром спаде давления да нулевого значения, Движение сильфона при этом сопровожда ется ударом дна сильфона о дно камеры. За счет упругих свойств дна камеры ко дну сильфона приложена сила Под действием силы Г (х), которая имеет нелинейный характер, возвращение сильйона в исходное состояние будет сопровождаться колебательным процессом, В течение времени существования этого процесса возникает смещение дна сильфона от исходного нулевого положения, которое может быть определено из дифференциального уравнения динамики сильфона, полученного путем линеаризации силы Г(х) ф 1ппри 8 Х = - (С(р, -2 Сдр)х -- Д(Св + 2 Сдс) 1(2), - приведенная масса элементов конструкции, Значение величины А и будет составлять величину динамической погрешноП зобретения является снижение погрешности преобразования быстроменяющегося давления газа,Поставленная цель достигаетсятем, что в датчике давления, содержащем корпус, чувствительный элемент;в виде подпружиненного сильфона,установленный в корпусе, и каналв корпусе для подачи измеряемойсреды, под дном сильйона установленаупругая опора с отверстием для прохода измеряемой среды, причем жесткость опоры в направлении перемещениясильйона в два раза больше жесткостипружины сильфона.На чертеже схематически представлен датчик давления, общий вид.Датчик давления содержит сильфон1, пружину 2 растяжения сильфона,опору 3 и отверстие 4 в опоре,Сильфон 1 предварительно растянутпружиной 2 на величину его хода взависимости от рабочего давления,Жесткости пружины 2 Сар, и опоры 3Се связаны соотношениемео поступлении сжатого газа в1155884 310 Но,то Составитель Л, БалянинаРедактор М. Недолуженко Техред С.Мигунова Корректор М. Самборская Заказ 3129/36 Тираж 897 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 зывают соответствующие изменениявеличины перемещения сильфона 1, Прирезком спаде давления газа до нулевого значения сипьфон 1 ударитсясвоим дном об опору 3, Колебательныйпроцесс при этом не возникает, таккак по условию (4) циклическая частота К , полученная иэ уравнения (2) будет равна нулю величина смещения А по соотношению (3) приближается к нулю, при этом динамическая погрешность снижается.Рассматривается самый критический 15 случай для динамики сильфона - удар, который может произойти при резком спаде давления в результате аварийно- но торможения локомотива.Пружина, которая предназначена для 20 предварительного растяжения сильфона, сжата на величину Бо: г,-Са+ ьа)Угде д - длина пружины; 25б - высота сильфона;Ьд - величина, на которую сильфонрастянут,В положении равновесия, когда дносильфона касается опоры, будет выпол- З 0няться условие,а:.,где 3 - упругая деформация пружины;Ь - упругая деформация сильфона,т,е, обе силы будут взаимно уравновешены, После возмещения дно сильфона переместится вверх на величину Х от положения равновесия (х 0) . Величина го деформации уменьшится, если 1 хсл . Прих 1 ь сильфон получит деформацию обратно го з н ака и сожме тся от сипы Г = Сдд(ЬХ 1), Пружина сожмется на величину Х и возникнет сила пр =Со 6+1) . Ко дну силь- фона при этом будет приложена сила Е = Са, (дх 1+ С(ар(8+х 1) =Сддй+С(дХ+ Ссдр 8" Сандрхеф. . Е = (- С д Ь + С а жр 8) (Г и д С % пр) 1 х 1. так как С Яд Ь + Сар 3=0 и Х 1.0, Х 1=-,=(С дс + с й пр) ,т,е. сила направлена к исходному состоянию,Таким образом, при смещении силь- фона вверх к его дну приложена сила упругости, направленная вниз (к выбранному началу координат), т.е. г.0 при х ( О, После остановки в верхнем положении при резком спаде давления дно сильфона пойдет. вниз под действием силы и ударится об опору. Считая жесткость опоры Се1, дно силь- фона переместится вниз на величину Х и к нему будет приложена сила Г от упругости опоры Г+ =-С М,направленная ввЕрх, и упругости пружины Гпр = Са.пр (о+Я ), направленная вниз.Использование предлагаемого изобретения в приборах позволяет повысить достоверность оценок перепада быстроменяющегося давления газа.