Устройство для измерения давления

(45) Дата опубликования описания 18.01.78Гасударственные комитет Совета Министров СССР 3) У.787(088,8 по делам изобретений ткрыти) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛ Изобретение относится к области приборостроения и, в частности, сильфонным измерителям давления.Известны устройства для измерения давления, содержащие в качестве упругого чувствительного элемента сильфон 1.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является измеритель давления, содержащий двухсильфонный чувствительный элемент, связанный с преобразователем перемещения 21.Недостатком этого устройства является его значительная температурная погрешность, что снижает точность измерения давления,Для повышения точности измерений в предлагаемом устройстве для измерения давления, содержащем корпус, двухсильфонный чувствительный элемент, выполненный в виде двух сильфонов с разными эффективными площадями, днища которых жестко соединены между собой, и преобразователь перемещения чувствительного элемента в электрический сигнал, внутренняя полость двухсильфонного деформационного элемента вакуумирована, сильфон с большей эффективной площадью сообщен с измеряемой средой, а сильфон с меньшей эффективной площадью размещен внутри герметичного корпуса и соединен с преобразователем. 30 Для измерения атмосферного давления в устройстве герметичный корпус через вентиль сообщен с атмосферой.На чертеже показана принципиальная схема описываемого устройства.Основной частью устройства является чувствительный деформационный элемент 1, состоящий из сильфона 2 с большей эффективной площадью и сильфона 3 с малой эффективной площадью, днища которых жестко соединены между собой штоком 4. Внутренняя полость элемента 1 вакуумирована. Жесткость сильфонов 2 и 3 и, в случае необходимости, дополнительной пружины обеспечивает перемещение штока 4, пропорциональное разности давлений, воздействующих на силь- фоны 2 и 3.Чувствительный элемент 1 герметично установлен на основании 5 так, что сильфон 2 с большей эффективной площадью сообщается с измеряемой средой. На том же основании укреплен кронштейн 6 с преобразователем . Этот преобразователь 7, штоком 8 со единенный с днищем сильфона 3 с меньшей эффективной площадью преобразует перемещение или деформацию чувствительного элемента 1 в электрический сигнал. Измерительная часть устройства герметизируется кожухом 9. Через вентиль 1 О возможно сообщение внутренней полости устройства с атмосферой, 580468= 5 б Р - аРзЫм б Устройство работает следующим образом.Измеряемое (внешнее) давление воспринимается сильфоном 2 (с большей эффективной площадью) и преобразуется в усилие или перемещение, воспринимаемое преобразователем 7,Изменение температуры воздуха внутри устройства создает избыточное противодавление, воздействующее на сильфон 3 с малой эффективной площадью, и такяе преобразуется в усилие или перемещение, воспринимаемое преобразователем 7 как температурная погрешность. Однако эта погрешность может быть сделана пренебрежимо малой. Действительно, усилие Рвозникающее при измене- НИИ ВНЕШНЕГО даВЛЕНИя Р раВНО Риз=Р 5 б (где 5 б - эффективная площадь большего сильфона 2), С другой стороны, противоусилие Рвозникающее при изменении температуры воздуха внутри устройства, мояно определить из выражения Рт=иРбЬБм (где х - коэффициент объемного расширения воздуха, Рб - давление воздуха в полости корпуса, М - изменение температуры воздуха, 5 м - эффективная площадь меньшего сильфона 3). Преобразователь 7 реагирует на разность усилий Риз и Рт, т. е.Риз: Риз Рт - Р 56зМ 5 м -Если 5 б 5 м то Риз=Р 5 б = Риз и температурная погрешность сведена до минимума (уменьшается в 5 б/5 м раз, например, при 5 б/5 м=20 значение температурной погрешности составляет 0,2 мб/С).Если внутренняя полость корпуса с помощью вентиля 10 сообщается с атмосферой, то устройство может быть использовано для измерения атмосферного давления Р В этом случае перемещение или деформация, воспринимаемые преобразователем 7, определяется усилием, получаемым из выражения Р - 1 оа 5 б Ра 5 м -а 5 бб Г 10 15 20 25 30 35 40 45 4При 5 б 5 м усилие, воздействующее на чувствительный элемент 1, определяется, в основном, измеряемым атмосферным давлением и площадью большего сильфона, т. е,Р=оа 5 б Использование предлагаемого устройства ,позволяет создать приборы для измерения гидростатического давления и давления в газовых средах, температурная погрешность которых может быть уменьшена в 20 - 100 раз по сравнению с существующими приборами, при этом упрощается конструкция приборов и повышается их надежность, так как отпадает необходимость в использовании термокомпенсаторов или измерителей температуры воздуха внутри приборов. Кроме того, предлагаемое устройство позволяет измерять также атмосферное давление.Формула изобретения1. Устройство для измерения давления, содержащее корпус, двухсильфонный чувствительный элемент, выполненный в виде двух сильфонов с разными эффективными площадями, днища которых жестко соединены между собой, и преобразователь перемещения или деформаций чувствительного элемента в электрический сигнал, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в нем внутренняя полость двухсильфонного чувствительного элемента вакуумирована, сильфон с большей эффективной площадью сообщен с измеряемой средой, а сильфон с меньшей эффективной площадью размещен внутри герметичного корпуса и соединен с преобразователем.2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью измерения атмосферного давления, в нем герметичный корпус через вентиль сообщен с атмосферой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР 122319, кл. 6 011. 7/06, 1956.2, Авторское свидетельство СССР174864, кл. б 011. 7/06, 1963.580468 Составитель О. ПолевТехред А. Камышникова Корректор Е. Хмелева Редактор С. Хейфиц Подписное Типография, пр. Сапунова 2 Заказ 200/1 О Изд.884 Тираж 1109 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5