Датчик давления

)5 0 019/12 с ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУаааГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Ленинградский механический институт им. Маршала Советского Союза Устинова Д.Ф.(57) Изобретение относится к приборостроению, в частности к датчикам давления, Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых давлений за счет регулирОвки начального зазора между электродами, Для этого в датчике чувствительный элемент- упругая оболочка 1 выполнена в виде стакана с выпуклым дном с внутренней конической поверхностью и содержит внутренний конический электрод 2, являющийся одной иэ обкладок конденсатора емкостного пре1673897 55 обраэоватепя давления. При этом внутренний конический электрод 2 установлен с возможностью перемещения в осевом направлении относительно внутренней конической поверхности оболочки 1, ОбоИзобре 1 ение относится к приборостроению, в частности к емкостным датчикам давления,Цель изобретения является расширение диапазона измеряемых давлений за счет регулировки начального зазора между электродами.На чертеже показан датчик, общий вид, Датчик содержит чувствительный элемент-оболочку 1, выгнпненную в виде стакана с выпуклым дном и с внутренней конической поверхностью А, покрытой электропроводящим материалом, внутренний электрод 2 с конической поверхностью В, покрытой электропроводящим материалом, установленной внутри оболочки 1 и снабженный держателем 3, Держатель 3 механически прочно соединен с внутренним электродом 2 и посредством диэлектрической изоляции 4 связан с втулкой 5, Втулка 5 установлена в цилиндрической части оболочки 1 подвижно в осевом направлении и посредством резьбового соединения может плавно перемещаться в осевом направлении вместе с внутренним электродом 2 за счет поворота втулки 5 относительно оболочки 1, Перемещение втулки 5 оноспепьно оболочки 1 может быть отсчитано по лимбу 6, нанесенному на верхний торец упругой оболочки 1 и боковую поверхность фланца втулки 5, или зафиксировано регулировочной прокладкой 7.Датчик закреплен на объекте 8 гайкой 9 так, что внешней выпуклой поверхностью оболочки обращен в полость среды с контролируемым давлением Рк, а внутренняя полость С связана через дренажный канал 10 со средой, имеющей опорное давление Ро,Возможность перемещения внутреннего электрода 2 в осевом направлении относительно оболочки 1 позволяет создать зазор д. Проводящие конические поверхности внутренней полости оболочки 1 и внутреннего электрода 2 в сборе изолированы посредством диэлектрической изоляции 4 друг от друга и образует электрический конденсатор, емкость которого почка 1 внешней выпуклой поверхностью обращена в полость контролируемым давлением, внутг нняя ее полость связана со средой, и:1 еющей опорное давление, 1 ил,10 15 20 25 30 35 40 45 50 находится в обратной зависимости от величины зазора д,В процессе измерения давления оболочка 1 ( чувствительный элемент) деформируется, что приводит к изменению зазора д и. соответственно, емкости электрического конденсатора, Внешнее объемное обжэтие оболочки 1 приводит к появлению напряжений объемного сжатия в материале оболочки, что благоприятно сказывается на повышении предела прочности и на линейности деформации поверхности А внутренней полости оболочки 1 в зависимости от разности давлений Рк - в контролируемой среде и опорного РВеличина осевого перемещения внутреннего электрода 2 вместе с втулкой 5 в осевом направлении относительно оболочки 1 позволяет изменить зазор д по зависимостид= 19 йгде а -угол полураствора конуса образующей поверхности А;1- величина продольного перемещения электрода 2.В датчике оболочка 1 (чувствительный элемент) нагружается только на сжатие, что значительно повышает прочность чувствительного элемента до 4000 ата и более, а придание внутренней полости оболочки конической формы совместно с возможностью регулировки продольного осевого перемещения внутреннего электрода 2 относительно поверхности А внутренней полости позволяет регулировать тарировочную кривую в зависимости от выбранного диапазона измеряемых давлений.Чувствительный элемент-оболочка 1 датчика давления может быть выполнен, кроме того, из хрупких материалов, имеющих относительно малый модуль упругости - керамики, кварца, стекла.В предлагаемом датчике отсутствуют ограничения для увеличения верхнего предела измеряемых давлений, поскольку увеличение толщины свода выпуклой поверхности оболочки, необходимое при повышении верхнего предела иэмеряеЗаказ 2911 Тираж 342 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 мых давлений, не является препятствием в отличие от датчиков давления, использующих мембрану в качестве чувствительного элемента.В случае обьемного всестороннего обжатия зависимость деформации внутренней поверхности оболочки от сил давления остается линейной и определяется лишь толщиной оболочки и модулем продольной упругости.Формула изобр етения Датчик давления, содержащий трубчатую оболочку с электропроводящим покрытием, нанесенным на часть ее внутренней поверхности, размещенный внутри оболочки электрод измерительного конденсатора, и токоподводы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых давлений зэ счет регулировки начального зазора между электродами, в нем оболочка выполнена в виде стакана с выпуклым дном, обращенным выпуклой 5 внешней поверхностью в сторону измеряемой среды при этом внутренняя поверхность стакана выполнена с участком, имеющим коническую поверхность, сужающуюся к дну стакана, а электрод измери тельного конденсатора выполнен в видеусеченного конуса. закрепленного основанием на держателе, установленном с возможностью осевого перемещения, причем усеченный конус расположен в стакане в 15 зоне его участка с конической поверхностью, на которую нанесено электропроводящее покрытие, при этом полость стакана сообщена с источником опорного давления,