Датчик пульсаций давления

ТСНИХИЧЕСНИХ СООЗ СОВ ОЦИАЛИСРЕСПУБЛ(504 С 01 Ь 90 ЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ С 4/24-18487, Банченк ременный сигнал, Приве ние, из которого выбир трические размеры мемб1 о соотно ся геок ны и балСУДАРСТВЕННЫй НОМИТЕТ СССРО делАм изОБРетений и ОтнРытии(56) Авторское свидетельство СССР 9 759876, кл. С 01 Ь 9/06, 1979,Авторское свидетельство СССР У 555300, кл. С 01 Ь 1/22, 1976. (54) ДАТЧИК ПУЛЬСАЦИЙ ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить чувствительность и обеспечить постоянство коэф, преобразования во всем диапазоне измеряемых давлений, Упругая мембрана 5, на которой на расстоянии 0,25 радиуса от ее центра размещены тензорезисторы 6 и 7, жестко соединена толкателем 8 с упругойбалкой 9. Тензорезисторы 10, 11 балки 9 и 6, 7 мембраны 5 соединены вмостовую схему. Определенное давление Р 0 вызывает деформацию мембраны,фиксируемую тензорезисторами 6, 7,выдающими соответствующий сигнал визмерительную схему. При повышениидавления происходит совместное деформирование мембраны 5 и балки 9. Сигнал с тензорезисторов 6 и 7 остаетсянеизменным, а с тензорезисторов 10,11 поступает в измерительную схему6870 1 129Изобретение относится к приборо 1строению, а именно к, датчикам давления, и может быть использовано для измерения переменных давлений жидких и газообразных сред.Цель изобретения - повышение чувствительности датчика и обеспечение постоянного коэффициента преобразования во всем диапазоне измеряемых давлений.На чертеже изображен датчик, общий вид.Датчик состоит из корпуса 1 с жесткими опорами 2, наружной защитной мембраны 3, изолирующего слоя 4, упругой (рабочей) мембраны 5 с полу- мостом тензорезисторов 6 и 7, толкателя 8, посредством которого мембрана 5 жестко связана с балкой 9 и тенэореэисторами 10 и 11, установленными на обеих поверхностях мембраны на расстоянии 0,25 К от центра мембраны и представляют собой кольцевые тензореэисторы, имеющие такой же коэффициент тензочувствительности, что и тенэорезисторы балок 10 и 11, Между балкой 9 и опорами корпуса 2 имеется зазор, который выбираетсяРаукапри давлении Ро 2Датчик пульсаций давления работает следующим образом.При давлениях от нуля до Ро происходит деформирование упругой мембраны и в измерительную схему поступает сигнал от полумоста установленных на ней тензорезисторов 6 и 7. При этом обеспечивается максимальная чувствительность датчика, так как к давлению Р напряжения в мемабране 5 достигают допускаемых напряжений. 2Особенности работы. чувствительных элементов при их совместномдеформировании объсняются рациональным подбором жесткостных характеристик мембраны и балки 9, при которомтангенциальные деформации мембраныв зоне установки тензорезисторовостаются неизменными во всем диапазоне давлений от Р до Рмакс = 2 Ро,10 а напряжения в остальных точкахмембраны при увеличении давления вдва раза увеличиваются не более,чем в 1,26 раза по сравнению с наибольшим напряжениями при давлении15 Ра. Возможность подбора такого соотношения следует из разных расчетныхзависимостей напряженно-деформированного состояния мембраны от распределенной и сосредоточенной нагру 20 зок и физически означает, что действие распределенной нагрузки от давления компенсируется сосредоточенной реакцией со стороны балки, Придавлениях РР мембрана работаетокак элемент, передающий усилие набалку практически без роста напряжений в самой мембране. Это обеспечивает повышенную чувствительностьдатчика, так как при давлениях Р)РЗО полностью используются упругие свойства балки. При этом геометрическиепараметры мембраны 5 и бапки 9 определяются из следующего соотношения1835 Ь 1%у = 0 86,где 1, Ь и Ь - соответственно длина,ширина и толщина балки;Б и К - соответственно толщина и радиус мембраны,Формула из обретенияНачиная с давления Р происходитдеформирование мембраны 5 и балки 9. ф 5При этом тензорезисторы 6 и 7 с мембраны во всем диапазоне давленийРР выдают в измерительную схемуонеизменный сигнал, равный сигналупри давлении Ра, а тензорезисторы10 и 11 с балки 9 - переменный сигнал той же чувствительности, что итензорезисторы 6 и 7 при давленияхот нуля до Р, .Суммарный сигнал мостовой схемы,обеспечивает датчику постоянствочувствительности во всем диапазонедавлений от нуля до Рм,Датчик пульсаций давления, содержащий корпус и упругую мембрану с основными тензорезисторами, которая установлена с зазором относительно жесткой опоры, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения чувствительности и обспечения постоянства коэффициента преобразования, он снабжен жестко соединенной с мембраной упругой балкой с дополнительными тензорезисторами, соединенными с основными тензорезисторами мембраны в мостовую измерительную схему, при этом основные тензорезисторы расположены на мембране на рас1.3 5 БГРК Составитель В. КазаковРедактор М. Недолуженко Техред И.Попович Корректор Л.Пилипенко Заказ 767/43 Тираж 777 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 12 стоянии 0,25 К от ее центра, а геометрические размеры мембраны и балки выбираются из соотношения: 96870 4где 1, Ь и Ь - соответственно длина,ширина и толщина балки;Я и К - соответственно толщина и радиус мембраны,