Датчик давления

/04 151) 4 ГОСУДАРСТВЕННЫ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ОПИСА КОМИТЕТ СССРЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Е ИЗОБРЕТЕНИ ТОРСК СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРУ 98503, кл. 0 01 1 13/06, 1952.Авторское свидетельство СССРВ 36638 кл. С 01 Р 1/08, 1971.. (54) ( 57) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, содержащийразмещенный в корпусе цилиндрическийопорный элемент с подводящими каналамн, на котором установлены два тонкостенных цилиндра с тензопреобраэователями, включенными в измерительныймост, о т л и ч а ю щ и й с я темчто, с целью повышения точности измерений в широком интервале температув нем каждый тензопреобразовательвыполнен в виде двух совмещенных однорядовых обмоток из провода в стеклоизоляции, намотанных на .среднюючасть тонкостенного цилиндра и включенных в два противоположных плечамоста, при этом корпус выполнен герметичным, а ширина двух совмещенныходнорядовых обмоток не превышает одной трети длины тонкостенного цилиндраИзобретение относится к области измерительной техники, а именно к преобразователям давлений в электрический сигнал.Целью изобретения является повышение точности измерений в широком интервале температур.На чертеже представлена конструкция датчика давления, разрез. 10Датчик давления содержит чувствительные элементы 1 в виде тонкостенных цилиндров, приваренных своими краями к трубчатому опорному элементу 2 над кольцевыми проточками 3 со 15 сквозными радиальными каналами 4, которые сообщают кольцевые проточки 3 с проходным каналом 5 опорного элемента 2.В средней части проходного канала 20 5 выполнена сплошная перегородка 6, герметично разделяющая внутреннюю по;юсть трубчатого опорного элемента 2 1 а две симметричные половины.Форма и глубина кольцевых прото чек 3, количество и диаметр их сквозных радиальных каналов 4 не оказывают существенногозначения на показания датчика давления, если соблюдены идентичность и симметрия их по обе сторо ны от перегородки 6.К внешнейповерхности опорного элеэлемента 2 своими краями прикреплен коаксиально охватывающий опорный элемент цилиндрический корпус 7, образуя герметичный объем 8. Объем 8 может быть заполнен газом, жидкостью ,или желеобразной средой под атмосферным или другим наперед заданным давлением, которое одинаково воэдей ствует на оба чувствительных элемента 1.Для преобразования деформации чувствительного элемента 1 в электрический сигнал на тонкостенные цилиндры 45 намотаны обмотки 9 из тензорезистивного микропровода в стеклянной изоляции: по две однорядовых пространственно совмещенных обмотки на каждом тонкостенном цилиндре, образующих два равных противоположных плеча измерительного моста. Обмотки 9 намотаны поверх чувствительного элемента 1, находятся в объеме 8 и ие соприкасаются с измеряемой средой, которая может быть агрессивной.Пространственная совмещенность двух обмоток максимально обеспечивает идентичность воздействия на них измеряемого давления и внешних условий. И поскольку ширина обмоток из микропровода в стеклянной изоляции не превышает 307. длины чувствительного элемента и выполнена в среднейчасти этого элемента, то имеет место линейность показаний, так как чувствительный элемент в такой узкой зоне под действием давления работает в линейном режиме.Связь обмоток, образующих плечи измерительного моста с измерительной схемой, осуществляется через токоподводы 10, выполненные в форме металлических полуколец, электрически изолированных от основания и друг от друга.Работа датчика давления может протекать в трех режимах.В режиме измерения избыточного давления, когда измеряемая среда по - дается с одного конца датчика в проходной канал 5 и через радиальные каналы 4 воздействует на чувствительный элемент 1, который в свою очередь, деформируясь, воздействует на обмотки 9 из тензорезистивного микропровода, преобразующие деформацию (локальные перемещения) чувствительного элемента 1 в электрический сигнал.При этом с другого конца датчика проходной канал 5 открыт и через радиальный канал чувствительный элемент 1 испытывает воздействие давления окружающей среды. Кроме того, для обоих чувствительных элементов 1 имеет место воздействие давления в объеме, образованном поверхностью опорного элемента 2 и корпуса 7.При этом Р = ( Р - Р ) - (- Р)=Р где Р - измеренное давление;Р - давление под корпусом 7, Р, - давление окружающей среды, Р - давление измеряемой среды, где Рд,м - атмосферное давление.В режиме йзмерения абсолютного давления, когда измеряемая среда также подается с одного конца датчика давления в проходной канал 5, а с другого конца откачивается воздух из проходного канала 5 и штуцер герметизируется заглушкой, Механизм воздействия давления на чувствительные элементы 1 и обмотки 9 преобразова1165136 городкой 6, измеряемая разность давлений всегда равна теля давления в электрический сигналостается прежним. При этом Р = (Р - Р )-(Р, - Р )=Р -Р Редактор Н. Сильнягина Техред М.Дидык Корректор С. Черни Тираж 847 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж .35,. Раушская наб д, 4/5Заказ 775 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и при Р = 01 Рим = Р в т.е. имеет место измерение абсолютного давления.В режиме измерения разности дав-: лений (перепад давлений), когда давление двух сравниваемых сред подаются в проходной канал 5, каждая со своего конца датчика давления. Благодаря, идентичности и симметричности двух полостей датчика, разделенных пере Рим Ра Р5 где Р и Р - давление одной и другойизмеряемой среды.Конструкция обеспечивает измерение давления от 0,5 до 200 МПаКонструкция позволяет создать дат чики давления класса точности (0,10,25)3 для применения их в различныхотраслях промышленности в системахавтоматического контроля, регулирования и управления технологическимипроцессами.