Преобразователь разности давлений

93998сложным конструктивным решениям,чтобы уменьшить передаваемые вредные деформации (осуществить необходимую развязку), Кроме того, большиегабариты разделителей сред мембранного типа и дополнительной мембраныбольшей жесткости для защиты от перегрузочных давлений приводят к существенному увеличению габаритовдатчика и вызывают трудности в сог Оласовании их характеристик, что является источником дополнительныхпогрешностей в широком температурном диапазоне 50 С,Цель изобретения - повышение надежности работы и точности преобразования давления путем компенсациитемпературной погрешности.Поставленная цель достигаетсятем, что.в преобразователе разности 2 Одавлений, содержащем расположенныев корпусе два упругих разделителясред, упругий чувствительный элемент,с полупроводниковым преобразователем, разделяющий камеру, обра- д 5зованную разделителями сред и заполненную нейтральной жидкостью на двечасти, внутрь камеры, образованнойодним из разделителей сред и упругимчувствительным элементом, введенавтулка, закрепленная в корпусе, приэтом объем втулки Ч выбран из соотношенияЧДф(ЧаС Ч 1 С35Вт С 1.Бэф эфлгде ЬРт - температурная погрешностьчувствительного элемента на 1 С;Ч и Ч - внутренний объем камер,заполненный нейтральной жидкостью;С, и С - суммарная механическаяи гидравлическая жесткость разделителей сред, с нейтральной жидкостьюпри Т;45Яафи 5 а 11, - ЭффЕКтИВНаЯ ПЛОЩаДЬ РаЗДЕлитекей сред;Ы. - температурный коэффициентизменения суммарной механической игидравлической жесткости С и С, ,ЖНа чертеже представлен преобразователь давления.Преобразователь разности давлений содержит корпус 1 преобразователя,резистивный чувствительный элемент 55(полупроводниковый или металлопленочный) 2, упругий разделитель 3сред камеры приема давления Р,1 4упругий разделитель 4 сред камерыприема давления Р, внутренний объемЧ 1, камеры 5, заполненный нейтральнойжидкостью и ограниченный разделителем3 сред, внутренний объем Ч камерыб, заполненный нейтральной жидкостьюи ограниченный разделителем 4 сред,упругий элемент 7 большей жесткости, например, сильфон, расположенный внутри камер 5 и б, крышку 8упругого элсмента, на которойзакреплен резистивный чувствительныйэлемент 2, отверстие 9 в крышке 8упругого элемента 7, предохранительные клапаны 10, установленные накрышках упругих разделителей 3 исреды, заполнитель 1 1, выполненный,например, в виде металлической резьбовой втулки,Преобразователь разности давленийработает следующим образом.Заданная разность давлений (Р -Р )передается через упругие разделители сред, выполненные, например, ввиде сильфонов 3 и 4 и нейтральнуюжидкость в камерах 5 и б, к резистивному чувствительному элементу 2, закрепленному на крышке 8 упругого элемента 7, выполненного например, ввиде сильфона (большей жесткости,чем разделители 3 и 4 сред),предназначен для развязки чувствительногоэлемента 2 от деформаций корпуса 1и обеспечивает смещение разделителей сред 3 и 4 в заданных пределах для защиты чувствительного элемента клапанами 10 от действия перегрузочных давлений выше допустимыхзначений.Электрический сигнал, снимаемыйс выводов резистивного чувствительного элемента, пропорционален измеряемой разности давлений,В качестве чувствительного элемента 2 могут быть использованыполупроводниковые структуры кремнийна кремнии (КНК), кремний на сапфире (КНС) или металлопленочные элементы.При колебаниях температуры в рабочем диапазоне температур йТ=Тр-Тпреобразование давления резистивнымчувствительным элементом 2 в выходной электрический сигнал происходитс определенной погрешностью Ь Р.,которая аппроксимируется, по экспериментальным данным, и имеет знакплюс или минус в зависимости от типачувствительного элемента, топологии39981 ти С и С , те. к усложнению технологического процесса изготовления.Исходя из равенства АРР-ьРимеет место выражение, по которому вы;5 бирается соотношение объемов Ч и Ч,на основании полученных экспериментальных зависимостей ай 1 т 10 При равенстве 5 эф -- 5 =5 иэх эф:". эфС 4 =С =С возможно более простое выра жениеЬт эФа = сс.в то же время установка разделителей среды разности эффективной пло щади и жесткости позволяет упроститьтехнологический процесс их изготовления и не осуществлять селективнойсборки, так как различие эффективныхплощадей и жесткостей легко компенси 2 ю руется изменением соотношения междуобъемами Ч 1 и Ч где Си С - суммарная механическая и гидравлическаяжесткость разделителей сред 3 и 4 соответственно с нейтральной жидкостью при Т,;Ч и Ч - внутренний объем камер 5 и 6, заполненных нейтральной жидкостью, соответствен-.но;а - температурный коэффи 35циент изменения суммарной механическойи гидравлической жесткости С 4 и С ,40ьТ=Т -Т - перепад температур.При правильном выборе объема нейтральной жидкости Ч и Ч в камерах5 и 6 в зависимости от параметровупругих разделителей сред, жидкостии температурной погрешности чувствительного элемента, осуществляюткомпенсацию температурной погрешности преобразования давления, котораядостигается за счет разного знакатемпературных погрешностей чувствительного элемента 2 и разностидавлений ь Р, передаваемой через раз"делители сред с нейтральной жидкостью,при этом нет необходимости неоправданному увеличению эффективной площади 5 Ф и 5 зф разделителей сред,Эа тем самым, - к увеличению габаритов прибора и уменьшению их жесткос" 45 вф 0 Вт Сгде ЬР.Ги Ч 5 9 резисторов и схем их включения выражениемт АЛЬТгде ьР - разность давлений, действующая на чувствительныйэлемент при Тотемпературный коэффициент изменения разностидавлений ЬР.Для защиты от действия окружающей или агрессивных сред на чувствительный элемент и его выводы разность внешних давлений (Р 1-Р 2) передается через упругие разделители сред 3 и 4 и нейтральную жидкость в камерах 5 и 6, это давление в температурном диапазоне передается с определенной погрешностью, которая по экспериментальным данным аппроксимируется выражением Формула изобретения Преобразователь разности давлений,содержащий расположенные в корпусе два упругих разделителя сред, упругий чувствительный элемент с полупроводниковым преобразователем, разделяющий камеру, образованную разделителями сред и заполненную нейтральной жидкостью на две части, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности за счет исключения температурной погрешности,внутрь камеры, образованной одним иэ разделителей сред и упругим чувствительным элементом, введена втулка, закрепленная в корпусе, при этом объем втулки М 1 т выбран из соотноше- ния заданная температурная погрешность чувствительо ного элемента на 1 С; внутренний объем камер, заполненный нейтральнойжидкостью939981 С и С Составитель О, Сафонолаковски ТехредИ,Рейвес орректор А, Дзятк Редакт дписно аж 7омитета СССоткрытийуаская наб. иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная суммарная механическаяи гидравлическая жесткостьразделителей сред с нейтральной жидкостью при Тэффективная площадь разделителей средтемпературный коэффициентизменения суммарной механической и гидравлическойжесткости СА и С,каз 55/ 2 Ти ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Р фИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Преобразователи измерительные Сапфир 22, Техническое описание и инструкция по эксплуатации 08919030 ТО НИИ теплоприбор, 1979.2. Полупроводниковый датчик давления "Кристалл"-,"Приборы и системы управления", 1974, У 7 (прототип).