Датчик давления

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсник

Социалистических

Республин (11) 1004785 (61) Дополнительное к авт. свил-ву -— (22) Заявлено 03. 05. 79 (21) 2759660/18-10 с присоелинением заявки № (23) Приоритет (5! )М. Кл.

G 01 Е 9/16

Гесударстаеккый квинтет

Опубликовано 15. 03.83. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 18 . 03. 83 (53) У,Д,К 531 °

° 787(088.8) ве аеаам кзееретеккк и еткрытик

М.Н. Гуманюк, В.М. Бескоровайн

H.Н. Гевейлер и Г.Н. Ковшов т; . ., - / т ;.:: -.":. /

Ф

Киевский институт автоматики им Ж@ съезда КПС с

r (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для контроля давления жидкостей и газов в условиях повышенных температур и вибраций, преимущественно для контроля давления в системе смазки и в тормозной системе автомобилей и тракторов.

Известен датчик давления для контроля давления в двигателях внутреннего сгорания ДВС. Этот датчик давления

1о содержит чувствительный элемент в виде мембраны с жестким центром, взаимодействующей с силовоспринимающим элементом в виде реостатного узла, и корпус с цилиндрическим отверстием

15 в месте крепления мембраны, причем жесткий центр выполнен в форме толкател.", (штока), опирающегося на мембрану. Изменяющееся сопротивление обмотки реостата служит выходным сигналом датчика t.!j.

Недостатками этой конструкции датчика явпяются большие погрешности иэ4

2 мерения, что объясняется значительными перемещениями мембраны (единицы мм) при приложении давления, приводящие к возникновению погрешности связанной с гистерезисом мембраны и трением толкателя, опирающегося на мембрану, во втулке, а также невозможность при неизменных габаритах использовать данную конструкцию датчика для измерения давлений, величина которых меньше рабочего (номинального), так как на преодоление всех трений, перемещение ползунка реостатного узла и прогиб мембраны нужны усилия, величина которых определяет нижнее значение рабочего давления и, следовательно, при уменьшении рабоче"

ro давления ниже номинального необходимо увеличивать размеры мембраны, чтобы преодолеть усилия трения и создать прогиб мембраны, при этом увеличение размеров мембраны ведет к увеличению габаритов конструкц111I датчика.

1004785

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является датчик, содержащий корпус, разделитель" ную мембрану, связанную с поршнем, и преобразователь перемещения поршня в электрический сигнал (21

Датчик предназначен для измерения высоких давлений расплавов, имеет невысокую точность и большие габариты.

По своей конструкции он не может 16 быть использован для измерения давления в ДВС.

Цель изобретения - повышение<, точности, расширение диапазона измерения в сторону низких давлений, умень- 1 шение габаритов и расширение функ" циональных возможностей датчика.

Цель достигается тем, что в датчике давления, содержащем размещенные в корпусе поршень, конец которо- 20 го связан с преобразователем перемецения поршня в электрический сигнал, и разделительную мембрану, раздели" тельная мембрана выполнена в виде эластичного кольца, защемленного по 25 внешнему контуру в проточке, выполненной в корпусе и по внутреннему контуру — в проточке, выполненной на цилиндрической поверхности поршня. ЗО

В таком датчике давления преобразователь перемещения поршня в электрический сигнал может быть выполнен, например, в виде KQHcoJlbHQ закрепленного магнитоупругого преобразователя.

Изготовление мембраны в виде эластичного кольца поеволяет уменьшить диаметр цилиндрического отверстия в корпусе практически до очень малых размеров, что дает возможность использовать один и тот же преобразователь для измерения различных величин давления, не увеличивая конструктивные размеры. Применение датчика в другом диапазоне давлений влечет за собой только изменение диаметра поршня, канала штуцера и эластичного кольца.

Следовательно, возможность изготовления датчиков давления на различные диапазоны измеряемого давления при неизменных габаритах обуславливает расширение диапазона его измерения без увеличения габаритов.

И

На чертеже изображен датчик давления конкретного варианта исполнения, общий вид.

Датчик содержит корпус 1. Один из концов консольного магнитоупругого преобразователя 2 зафиксирован в донышке, которое, в свою очередь, установлено в корпусе 1 и закреплено вальцовкой. К корпусу 1 приварена втулка 4, в которой также вальцовкой зафиксирован штуцер 5. В канал 6 штуцера 5 вставлен поршень 7 с заостренным концом, его охватывает кольцо 8 из масло-теплостойкой резины.

Положение кольца 8 в исходном состоянии фиксировано проточками 9 на поршне 7 и канале 6 штуцера 5 ° Конец поршня 7 упирается в гнездо 10 на свободном конце магнитоупругого преобразователя 2. Выводные концы 11 катушек 12 преобразователя 2 подпаяны к лепесткам изоляционной проходной стенки 13, которая также зафиксирована в корпусе 1 вальцовкой. Для подключения внешних выводов служат лепестки 14, на которые одевают разъемы.

Датчик давления работает следующим образом.

При подаче жидкости или газа под давлением в штуцер 5 поршень стремится переместиться вдоль своей оси с усилием, пропорциональным произ ведению его площади на давление. При

f этом он встречает сопротивление консольного магнитоупругого преобразователя 2 усилия в электрический сигнал. Под воздействием приложенного усилия преобразователь 2 прогибается, однако поскольку он обладает повышенной жесткостью, деформация в точке соприкосновения поршня 7 с гнездом 10 не превышает 0,1-0,2 мм при полном рабочем давлении. В результате поршень 7 перемещается вдоль своей оси не более, чем на 0,1-0,2 мм.

При этом уплотнительное кольцо 8 подвергается деформации сдвига в пределах, не превышающих предела упругости. Поскольку поршень 7 кольцом 8 удерживается на определенном расстоянии от стенок канала 6 штуцера 5, трение между поршнем 7 и каналом 6 не возникает. Хотя деформация преобразователя 2 и невелика, она приводит к некоторому смецению гнезда 10, в контакте с которым находится поршень 7, в направлении, перпендикулярном оси поршня 7. Это смецение также. не вызывает трений, поскольку при этом поршень 7 несколько разворачивается, а кольцо 8 служит формула изобретения

Составитель О. Полев

Редактор А. Долинич Техред M.Tenep Корректор Н-. Король

Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1868/51

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 1004 для него как бы пространственным шарниром. При уменьшении, или снятии давления, те же процессы происходят в обратном порядке. Выходной сигнал снимается с обмоток магнитоупругого преобразователя 2, т.е. с лепестков

14. Выходной сигнал будет более точно отображать информацию о величине измеряемого давления вследствие устранения из конструкции сил трения, 10 расширение диапазона в сторону уменьшения возможно вследствие выполнения поршня 7 в форме иглы, это расширение не влечет за собой увеличения

"габаритов датчика, 15

Датчик давления, содержащий размещенные в корпусе поршень, конец 20 которого соединен с преобразователем

78 6 перемещения поршня в электрический сигнал, и разделительную мембрану, связанную с поршнем, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, расширения диапазона измерения, уменьшения габаритов и расширения функциональных возможнос,тей, в нем разделительная мембрана выполнена в виде эластичного кольца, защемленного по внешнему контуру в проточке, выполненной в корпусе, и по внутреннечу контуру - s проточке, выполненной на цилиндрической поверхности поршня.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 369439, кл. G 01 L 9/02, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

У 318841, кл. G 01 L 11/00, 1969 (прототип).