Тензометрический датчик давления

(57) Ирольнволяе осится к кон зобретение -измерител и технике 1 5 Фи ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛ(71) Львовский политехнический институт им, Ленинского комсомола (72) Ю.И, Заганяч, М.А. Тихан и А.П. Кутраков(56) Авторское свидетельство СССР У 883680, кл, 6 01 Ь 9/04, 1980.Приборы и системы управления, 1984, В 3, с, 31.(54) ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ДАВЛЕ улучшить линейность выходнои характеристики датчика. В корпусе 1 датчика закреплена мембрана 2, воспринимающая контролируемое давление, При прогибе мембраны передаточное звено в виде упругого элемента деформирует консольную балку 4. Это фиксируется тензорезисторами 3, электрические сигналы с которых поступают на контактный узел 7. Выполнение упругого элемента из полукруглого 8 и прямолинейного 9 участков и закрепление его свободным концом на мембране 2 в точке, смещенной от центра на 0,2-0,5 ее радиуса, исключает смещение направления действуюФ щего усилия и появление дополнитель- Е ного изгибающего момента 2 ил, 1281940Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для измерения давлений мембранными датчиками с тензометрическими преобразователями. 5Целью изобретения является улучшение линейности выходной характеристики датчика.,На фиг,1 изображена схема датчика,.на фиг.2 - схема нагружения уп- Оругих звеньев.Датчик состоит иэ цилиндрическогокорпуса 1 с мембраной 2 и крышкой 3.Внутри корпуса параллельно плоскости мембраны закреплена упругая консольная балка 4 с тензорезисторами 5,которые соединены токовыводами б сконтактным узлом 7,Консольная балка соединена с мембраной передаточным звеном, выполненным в виде профилированного упругого элемента, который состоит изсопряженного с концом упругой консольной балки полукруглого участка8 и прямолинейного участка 9,расположенного параллельно консольной балке 4. Конец участка 9 передаточного звена соединен сваркой с мембраной 2 в точке, смещенной от ее центра,30Форма передаточного звена и величина смещения точки его крепления кмембране. выбрана из такого расчета,что при деформации консольной балки4 не происходит смещения направления 35действующего усилия, а также не возникает дополнительный изгибающий момент и не появляется составляющаясилы, действующая на растяжение балки вдоль ее оси.40Перемещения в упругих системахприменительно к известной схеме нагружения (фиг.2) определяются соотношениема= - (-агг -2 г 1-2 га 1-гР ): РЕЛФгде А - горизонтальное смещение точки крепления передаточногозвена к мембране,Е - модуль Юнга материала,- момент инерции передаточногозвена относительно горизонтальной оси,Р - действующее усилие.Исходя из условия, что А=О, можно получить длину а прямолинейногоучастка; 2 2 г 2а2 3+1 ТгПоскольку а .О, то значение радиуса полукруглого участка г- В12этом случае передаточное звено в точке А приложения усилия Р претерпевает лишь вертикальное смещение.Вместе с тем при жестком креплении в этой же точке А на передаточное звено должен действовать дополнительный изгибающий момент вследствие поворота сечения.Если крепление передаточного звена осуществить в той точке мембраны,для которой в процессе прогиба уголповорота ее сечения равен углу поворота сечения передаточного звена,то даже при жестком креплении концапередаточного звена дополнительныйизгибающий момент исчезает. В системе действующих усилий не возникаетсоставляющей, направленной параллельно плоскости мембраны.Расчет упругого узла из мембраныи передаточного звена с консольнойбалкой в области малых перемещенийпоказывает, что оптимальная зонакрепления конца передаточного элемента к мембране составляет 0,2-0,5радиуса мембраны. В этом случае величина погрешности, вызываемая дополнительным изгибающим моментом,исключается,При воздействии контролируемогодавления на мембрану 2 происходит еепрогиб. Передаточное звено 8, 9 деформирует консольную балку 4 и электрический сигнал с тензорезисторовпоступает на контактный узел 7, приэтом эксцентричное крепление концапередаточного звена относительно мембраны, а также форма и геометрические параметры консольной балки и передаточного звена позволяют улучшитьлинейность выходной характеристикидатчика.Формула изобретенияТензометрический датчик давления, содержащий закрепленную в корпусе мембрану и упругую консольную балку с тензорезисторами, расположенную параллельно плоскости мембраны и связанную с ней передаточным звеном, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,1281940 Рг 2 3+Кг Составитель И. НевскийТехред Н,Глущенко Корректор М, Самборск Редак И. Николайчук каз 7255/3 Тираж 776 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5оизводственно-полиграфическое предприятие, г,- Ужгород, ул. Проектная с целью улучшения линейности выходной характеристики, в нем передаточное звено выполнено в виде сопряженного с концом консольной балки профилированного упругого элемента, состоящего из полукруглого и прямолинейногоучастка, расположенного параллельноконсольной балке и закрепленного свободным концом на мембранев точке, смещенной от центра на 0,20,5 ее радиуса, причем длина этого прямолинейного участка а определенаиз соотношения где 1 - длина консольной балки,г - радиус полукруглого участка,удовлетворяющий соотношению