Преобразователь давления

Союз Советскик Социалистическив Республик(51)М. Кл,С 01 (. 9/04 С 017/04 с присоединением заявки М Государственный комитет С С С Р ио делам изобретений и открытий(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ 1Изобретение относится к областиконтрольно-измерительной техникй, вчастности к тензометрическим датчикам, в основном предназначенным дляизмерения малых давлений жидкостей . 5и газов,Известен преобразователь давления,в котором измеряемое давление преобразуется чувствительным элементом вмеханическое усилие, деформирующее . 10упругий элемент (консольную пластину) с наклеенными тензорезисторами,преобразующими деформацию упругогоэлемента в электрический сигнал 1,11 .Однако указанное устройство обладаГет невысокой точностью,Известен преобразователь давления,содержащий стойку с основанием, накотором расположен сильфон с подвижным штоком, упругий элемент с разме" 20щенными на нем тенэорезисторами, выпезлненный в форме прямоугольной замкнутой рамы, одна сторона которой установлена на стойке, а на противоположной стороне выполнена внутренняя . 25консоль, соединенная с подвижным штоком сильфона (21.Недостатком таких преобразователейявляется нелинейность выходной характеристики, обусловленная жестким , З 0 2креплением упругого элемента (двухконсольной пластины), которое необеспечивает строго вертикальногонаправления действующего усилия,т.е. не соблюдается условие. ИР: -"Б-= акоп М,ргде= (а 1 - а ) - длина плеча нзги 2бающего момента;Ми, - изгибающий момент;Р усилие, пропор-.циональное измеряемому давлению.При перемещении упругого элементаизменяется плечо и направление действия приложенного усилия, что вызывает сложно-напряженное состояние вупругом элементе, которое передаетсятензореэисторамПоэтому тензореэисторы испытывают не только воздействиеполезной деформации изгиба,но и других деформаций (кручения, смятия),которые вызывают нелинейность преобразования выходной характеристикидатчика и как следствие - снижениеточности измерений.Целью изобретения является повышение точности измерения,Указанная цель достигается тем,что сторона упругого элемента, установленная на стойке, жестко закреплена на участке между смежными пер,пендикулярными ей сторонами.Также размеры упругого элементавыражены из соотношения5ц ь- -=ОИ - 1 - =2дг ) ьг= Ъ где а - длина внешней консоли;аг - длина внутренней консоли; 10н, - 1/2 ширины внешней консоли;в - ширина внутренней консоли;толщина упругого элемента;толщина стойки.На фиг. 1 представлен преобразона 45тель, общий вид, на фиг. 2 - крепление упругого элемента.Преобразователь, состоит из штуцера 1, сильфона 2 со штоком 3, соединенным с упругим элементом 4, выпол ненным в виде замкнутой прямоугольной рамы, образующей внешнюю консольи внутреннюю - К. На консоливблизи заделки с обеих сторон наклеиваются тенэореэисторы 5, соединенныев мостовую схему. База Б тензорезистора не должна превышать разницы айаг. Электрическое соединение моста систочником питания и регистраторомосуществляется с помощью разъема 6.Упругий элемент, чувствительный элемент (штуцер, сильфон, шток) и разьем крепятся на стойке 7. 1(реплеииеупругого элемента к стойке производится с помощью упора 8, одновременнопредохраняющего упругий элемент от 35воздействия давления, превосходящегодопустимый диапазон.Конструкцией предусмотрено объединение преобразователей в блоки с помощью пружинного замка 9. 40Преобразователь работает следую- .щим образом.Измеряемое давление подается в штуцер 1 и преобразуется в механическоеусилие, деформирующее через шток 3. двухконсольный упругий элемент .4 с 45четырмя активными тенэорезисторами 5,расположенными нблизи линйи заделкиконсоли Е.Тензореэисторы соединены нсхему моста и при их деформации навыходной диагонали возникает напряже" 50.ние, пропорциональное измеряемому давлению,Эакрепление упругого элемента,только по внутренней части сторон,расположенных на стойке, дает возмож 5ность значительно исключить воздейст"ви паразитных деформаций (кручения,смятия) на тензорезисторы в месте их крепления, т.е. повысить линейную за-висимость перемещения упругого элемента от нозцейстння приложенного усилия.Геометрические размеры конструкции упругого элемента позволяют сохранить вертикальное направление дей-ствующего усилия и постоянство плеча изгибающего момента, прикладынаемого к упругому элементу, что также повышает линейную зависимость перемещения упругого элемента от воздействия приложенного усилия.Использование данного изобретения в преобразователях, предназначенных, для измерения разрежения, избыточного абсолютного и перепада давлений, позволит улучшить метрологические характеристики этих датчиков - на порядок повысить линейность выходной характеристики и значительно снизить гистерезис.формула изобретения1. Преобразователь давления, содер"жащий стойку с основанием, на кбторомрасположен сильфон с подвижным штоком, упругий элемент с размещеннымина ием тензорезисторами, выполненныйв форме прямоугольной замкнутой рамы,одна сторона которой установлена настойке, а на противоположной стороневыполнена внутренняя консоль, соединенная с поднижным штоком сильфона,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности измерения,сторона упругого элемента, установленная на стойке, жестко закреплена научастке между смежными перпендикулярными ей сторонами,2. Преобразонатель по п.1, о тл и ч а ю,щ и й с я тем,что упругийэлемент выполнен с соотношением геометрических 9 Ь Вразмеров а с,где а, - длина внешней консоли,аг -, длина внутренней консоли;в - 1/2 ширины наружной консоли;вг - ширина внутренней консоли,- толщина стойки.Источники информации принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР 9 395737, кл. С 01 (. 9/04, 1971,2, Метрологическая аттестация блоков тензометрических датчикон давления типа БТд. Технический отчет ЦИАМ, 1975 (прототип).767585 Составительдактор Т.Пилипенко Техред М.Ре Ю.Макаренко орре аказ аж 1019ного комитета ний и открыти 5, Раушская нЙ Юе в а ш ю в ев ееаевг. Ужгород,ПодписСР д, 4/5 Проектная, 4 183/38 Ти НИИПИ Государстве по делам изобрет 13035, Москва, Ж Филиал. ППП "Патент УиВ.3