Датчик давления
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
, Изобретение относится к контрольно-иэмерительной технике, а именно к устройствам дистанционного измерения давления, и может быть использовано в тензореэисторных датчиках для измерения давления жидких и газообраз-ных сред в условиях меняющихся температур.На фиг. 1 показана конструкция датчика давления; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 показано размещение тенэорезисторов на мембране (топология); на фиг. 4 - измерительная схема.Устройство включает, корпус 1, мембрану 2 с жестким центром 3 и утолщенным периферийным участком 4, в котором выполнена кольцевая проточка делящая его на верхнюю часть 5 и нижнюю 6.На. мембране 2 сформирован измерительный мост из тензорезисторов 7-10, выполненных в виде радиально размещенных попарно параллельных полосок. Тензо.1 резисторы 7 и 9 размещены в зоне отрицательных деФормаций, а тензорезисторы 8 ;/ и 10 - в зоне положительных, Вне зоны у рабочих деФормаций сформирован дополнительный термокомпенсационный мост иэ тензорезисторов .11-14, Тензорезисторы 11 и 13 размещены в радиальном направлении над проточкой в периферийном участке в зонах установки стержней и выполнены в виде попарно.параллельных полосок. Тенэорезисторы 12 и 14 размещены вдоль окружности, проходящей через середину толщины опорного основания. Тензорезисторы 7-10 соединены в измерительный мост идентичными проводниками 15, а тензорезисторы 11-14 - в термокомпенсационный мост идентичными проводника.ми 16, Контактные площадки 17 и 18 служат для подключения измерительного и термокомпенсационного мостов к общей измерительной схеме (Фиг. 3), В проточке установлены круговые .стержни 19 прямоугольного сечения. Тензорезисторы защищены от влияния среды гермопроходником 20, К входной диагонали каждого моста подводится напряжение 0, источника питания. К выходным диагоналям мостов подключе" ны операционные усилители 21, 22. Выходной сигнал операционного усилителя 21 поступает на неинвертирующий вход сумматора 24, а выходной сигнал, операционного усилителя 22 через мас"7290 4 И 23. 55 рактеристику. 5 10 15 Ю 25 3 О 35 штабный усилитель 23 - на инвертирующий вход сумматора 24.Устройство работает следующим образом.При подаче измеряемого давления на мембрану 2 последняя прогибаетсяТенэорезисторы 7"10 испытывают деформацию, Вследствие этого на выходе мостовой измерительной цепи появляется сигнал, пропорциональный измеряемому давлению, который поступает на вход операционного усилителя 21.При изменении температуры датчика изменяются линейные размеры его элементов, в том числе и размеры круговых стержней 19. Поскольку ТКЛР материала стержней не менее, чем в 1,5 раза больше ТКЛР материала мембраны, происходит прогиб верхней периферийной части 5, так как ее толщина в 2-3 раза меньше толщины нижней периферийной части 6.Прогиб периферийного участка вызывает деформацию тензорезисторов 11, 13, в результате чего на выходе термокомпенсационного моста появляется сигнал, пропорциональный изменению: температуры датчика и не зависящий от измеряемого давления, который по" ступает на вход операционного усилителя 22.Выходной сигнал операционногоусилителя 21, пропорциональный измеряемому давлению и температуре, поступает на неинвертирующий вход сумматора 24, Выходной сигнал операцион-. ного усилителя 22, пропорциональный температуре, усиливается до необходимой величины масштабным усилителем 23 и поступает на инвертирующий вход сумматора 24.Таким образом, в. сумматоре 24 происходит коррекция основного сигнала цепи 7, 8, 9, 10, 21, 24 термозав:1 симым и не зависящим от.измеряемогодавления сигналом., снятым с термокомпенсационного моста из тензорезисторов 11-14 и преобразованным до необходимой величины в усилителях 22,Таким образом, выходной сигналдатчика зависит только от измеряемо- .го давления, а изменение температурыпрактически не влияет на выходную хаИспользование датчика давления позволит повысить точность измерения и линейность характеристики в диапазо5 1 не температур от -200 до +200 фС практически на порядок,Формула изобретения Датчик давления, содержащий кор- пус, за одно целое с которым выполнен упругий элемент в виде стакана, в дне которого выполнена мембрана с жестким центром, внутри стакана, причем на наружной поверхности дна стакана закреплены тензорезисторы, которые соединены соответственно в измерительный итермокомпенсационный мост, а тензорезисторы измеритель ного моста расположены на мембране и выполнены в виде пары последовательно соединенных идентичных тензоэлементов, при этом тензорезисторы соответствующих плеч каждого из мостов расположены соосно друг другу вдоль главных осей мембраны симметрично ее центру, а коэффициенты тензочувствительности обоих мостов - одного порядка, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения температурной погрешности и увеличения линейности выходной характеристики, в него введены 737290 6две прокладки в виде части кольцапрямоугольного сечения, выполненныеиз материала, температурный коэффи 5циент линейного расширения (ТКЛР)которого не менее чем в 1,5 разабольше ТКЛР материала мембраны, причем в цилиндрической стенке стаканас внешней стороны выполнены две кольцевые проточки, первая - на расстоянии толщины мембраны от наружной поверхности дна стакана, а вторая "на расстоянии 2"3 толщин мембраны отпервой проточки, при этом в первойпроточке закреплены симметрично другдругу относительно центра мембраны попериферии проточки упомянутые прокладки, причем два тензорезистора термо. компенсационного моста расположены в2 О радиальном направлении на периферийной .части мембраны в зоне, образованной соответствующей прокладкой и цилиндрической поверхностью проточки;а два других тензорезистора противо 25 положных плеч термокомпенсационногомоста расположены на периферийной части мембраны в середине зоны, обра"зованной внутренней поверхностью стенки стакана и цилиндрической поверхностью проточки.СССР роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Укгор Гагарина, 1 Ое и е ее ивии ее ии е иказ 1881 Тираж ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5
СмотретьЗаявка
4702385, 06.06.1989
ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ А-1891
ЗИНОВЬЕВ ВИКТОР АЛЕКСАНДРОВИЧ, КУЗЕКМАЕВ АНДРЕЙ ВАСИЛЬЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: G01L 9/04
Опубликовано: 30.05.1992
Код ссылки
<a href="https://patents.su/4-1737290-datchik-davleniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Датчик давления</a>
Предыдущий патент: Пьезорезонансный преобразователь усилий
Следующий патент: Датчик давления
Случайный патент: Станок для прошивки матов