Датчик разности давлений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОЮ (И) 3 0 НИЕ ИЗ 0 БЕЕтенИОМЮ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОПИСК АВТО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство ССС В 316953, кл С 01 1. 13/02, 1958,2. Авторское свидетельство СССР 9 547662, кл. С 01 1. 13/02, 1975 (прототип) .(54)(57) ДАТЧИК РАЗНОСТИ ДАВЛЕНИЙ, содержащий корпус, преобразователь деформации и манометрический .чувствительный элемент связанныйРтягой с выводным штоком, скрепленным зад С 01 1. 19/00; С с разделительной мембраной гермовывода, установленной на ножевой опоре, причем шток пропущен через разделительную мембрану, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в нем выводной шток выполнен полым, часть его, размещенная в корпусе, имеет форму прямой трубки, открытый конец которой соединен с тягой, а часть што. ка, находящаяся за пределами корпуса, представляет собой Я -образную трубку с заглушенным концом, связанным с преобразователем деформацииИзобретение относится к приборостроению, а именно к датчикам разности давлений.К приборам, используемым на летательных аппаратах, предъявляются тре бования высокой точности и надежности работы. Датчики разности давлений агрессивных сред, а также сред с криогенными температурами должны содержать механизмы передачи перемещения чувствительного элемента изолированному от измеряемой среды электромеханическому преобразователю. В них и особенно в датчиках малой менее 1 кгссм разности дав лений этот механизм не должен влиять на характеристики чувствительного элемента.Известен дифференциальный датчик давления, содержащий мембрану, раз деляющую корпус на две полости, на жестком центре которой с двух ее сторон расположены сильфоны. Вторые концы сильфонов через переходные втулки связаны с корпусом, Передача перемещения центрамембраны осуществляется через шток, установленный в одном из сильфонов и закрепленный на жестком центре мембраны Г 11.Однако получение требуемой точ- ЗО ности выходной характеристики в та" ком датчике связано с подбором мембраны и сильфонов по жесткости и необходимо соосно устанавливатьсильфоны и мембрану,: Кроме того, сжатие одного и растяжение другого сильфонов, при изменении разности давлений, вызывает дополнительную погрешность от изменения эффективных площадей сильфонов. Такие чувст вительные элементы не пригодны для работы с преобразователями, требующими больших (в нескопько миллиметров) перемещений, например с по- тенпиометрическими преобразователями.45 НаибоЛее близким к изобретению является датчик дифференциального давления, содержащий измерительную мембрану и шарнирно соединенную с ней разделительную мембрану с межгофровыми кольцами, опирающимися на винты, расположенные по оси поворота мембраны 1.1Такая конструкция датчика может 55 быть использована лишь до ограниченных значений рабочих давлений, действующих на разделительную мембрану. Изменение этих давлений в широком диапазоне приводит к дополнительной погрешности, обусловленной увеличением жесткости разделительной мембраны, уменьшению ее чувствительнос" ти,Целью изобретения является повышение точности измерения давления.Поставленная цель достигается тем, что в датчике разности давлений, содержащем корпус, преобразователь деформаций и манометрический чувствительный элемент, связанный тягой с выводным штоком, скрепленным с разделительной мембраной гермовывода, установленной на ножевой. опоре, причем шток пропущен через сразделительную мембрану, выводной шток выполнен полым, часть его, раз-. мещенная в корпусе, имеет форму прямой трубки, открытый конец которой соединен с тягой, а часть штока, находящаяся за пределами корпуса, представляет собой 5 -образную трубку с заглушенным концом, связанным с преобразователем деформации . На фиг. 1 приведена принципиальная схема датчика разности давлений, на фиг, 2 и 3 - его конструкция, вид сбоку и вид сверху соответственно, на фиг. 4 - конструкция разделительной мембраны.Сильфон 1 (фиг, 1, 2 и 3) одним концом сварен со штуцером 2 и корпусом 3 и образует приемную полость 1, в которую подводится давление Р . Второй конец сильфона закрыт крышкой 4, с которой жестко соединена плоская пружина 5, имеющая форму сектора. Основание пружины сварено с корпусом. Центр крышки 4 через упругую тягу 6 соединен с концом штока 7. Шток 7 представляет собой полую, открытую с одного конца, жесткую трубку. В средней части штока выполнен бурт, к которому приварена разделительная мембрана 8. На мембране 8 выполнены дугообразные гофры 9 (фиг. 4), обеспечивающие минимальную жесткость относительно оси 0-0, и площадки 10 межцу гофрами. Мембрана со штоком приварена к втулке 11 и установлена площадками 10 на ножевые опоры 12, ограничивающие линейное перемещение мембраны со штоком 1. Разделительная мембрана 8 с крышкой 3, кожухом 14 образует полости 15 и 16, в одну3 1113 из которых подводится давление Р, а в другой расположен электромеханический (потенциометрический) . преобразователь (преобразователь деформаций).5Вторая половина штока 7 представляет собой закрытую жесткую трубку знакопеременной кривизны, на конце которой установлена скоба 17 с закрепленной на ней гибкой тягой 18, . 10 Тяга устанавливается перпендикулярно оси прямолинейной части штока 7, Второй конец тяги 18 закреплен на оси 19, с которой жестко связан щеткодержатель 20 со щетками, скользящими по потенциометру 21, укрепленному на кронштейне 22. Подвод электрического питания к потенциометру и съем сигнала осуществляется через штепсельный разъем 23 и пружи ну 24. На оси 19 установлена пружина 25, второй конец которой закреплен на кронштейне 22. Работа датчика заключается в сле- р дующем.Измеряемые давления Р и Р поступают в полости 15 и 16 и воздейст - вуют на сильфон 1 изнутри и снаружи. При возникновении разности давлений сильфон деформируется и эта деформация через упругую тягу 6, шток 7, гибкую тягу 18 и ось 19 со щеткодержателем 20 преобразуется в пере - мещение щеток по потенциометру 21.При уменьшении разности давлений пружина 25 возвращает щеткодержатель в исходное положение. Давление Р, воздействуя на разделительную мембра 693 4ну 8, изменяет ее жесткость, а это приводит к снижению чувствительности 1прибора при одном и том же значенииразности давлений и различных значениях давления Р . Для исключения этого2явления в предлагаемой конструкции датчика давление Р одновремг нно воздействует через открытый конец штока на вторую его половину и вызывает удлинение ее на величину а 1 (фиг.1), что обеспечивает компенсацию изменения жесткости.Наличие дугообразных гофров на разделительной мембране 8 обеспечивает ей минимальную жесткость при передаче перемещения сильфона и максимальную жесткость при воздействии давления Р .Для обеспечения виброустойчивости прибора параметры штока выбиракгтся такими, чтобы обе его половины относительно мембраны быпи сбалансиро. ваны, а разделительная мембрана устанавливается на ножевые опоры 12 с определенным начальным натягом.Виброустойчивость подвижной системы в направлениях, перпендикулярных оси сильфона, обеспечивается жестким креплением подвижного конца сильфона с консольной плоской пружиной.Температурная компенсация (смещение нуля) обеспечивается остаточным давлением под кожухом прибора.Предлагаемая конструкция может быть использована для измеренияраз. ности давлений рабочих сред с низкими криогенными температурами (контакт которых с электромеханическим преобразователем не допустим).аказ 66 иал ППП "Патен г. Ужгород, ул. Проектная,35 Тираж 822 НИИПИ Государственн по делам изобретен 035, Москва, Ж,Подпис ноего комитета СССРй и открытийаушская наб., д. 4/5