Датчик давления

 

ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, содержащий трубчатый упругий злемент, на котором установлены по крайней мере два тензорезистора, один из которых ориентирован вдоль, а второй - перпендикулярно к продольной оси элемента, и включенных в плечи измерительного моста, отличающийс я тем, что, с целью повьццения точности, в него введен стержень с утолщениями по концам, который закреплен своими кошщми на упругом элементе перпендикулярто к его продольной оси, причем поперечный тензорезистор закреплен на утонченной части стержня и включен в противоположное плечо моста по отнощению к продольному 1ензорезистору, а размеры стержня удовлетворяют соотноше1ППО . И ft-1 n-vi / L. - полная длина стержня; где i - длина утонченной части стержня; i JU - коэффициент Пуассона; П - отношение поперечного сечения (Л С утолщенных концов стержня к поперечному сечению утонченной части. 0:) 00 а if Oi

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) ГИ) 3(50 G .01 9 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ь-1 уиъ-л

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3247874/18-10 (22) 18.02.81 (46) 23.01.84. Бюл. Р 3 (72) В. Г. Повх (71) Хабаровский институт инженеров железнодорожного транспорта (53) 531.787 (088.8) (56) 1. Тензометрия в машиностроении. Под ред. P А. Макарова, M.. 1975, с. }47.

2. Заявка Франции М 2215615, кл. G 01 1. 9/04, 1974 (прототнп). (54) (57) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, содержащий трубчатый упругий элемент, на котором установлены по крайней мере два тензорезистора, один из которых ориентирован вдоль, а второй — перпендикулярно к продольной оси упругого элемента, и включенных в плечи измерительного моста, о т л и ч а ю щ и й) с я тем, что, с целью повышения точности, в него введен стержень с утолщениями по концам, который закреплен своими концами на упругом элементе перпендикулярно к его продольной оси, причем поперечный тенэорезистор закреплен на утонченной части стержня и включен в противоположное плечо моста по отношению к продольному тензорезистору, а размеры стержня удовлетворяют соотношению

3 где (. — полная длина стержня;

 — длина утонченной части стержня; и — коэффициент Пуассона; и — отношение поперечного сечения утолщенных концов стержня к поперечному сечению утонченной части. С

1068746 аж 827 Подписное

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

Изобретение относится к технике измерения давления жидких и газообразных сред.

Известны датчики для определения внутреннего. давления в трубчатых элементах конструк. ций, содержащие тупиковую камеру с тензо- 5 резисторами, установленными на упругом участке этой камеры, причем, полость камеры сообщается с полостью трубчатого элемента, в котором производят замер давления (1). !

О, Недостаток таких датчиков состоит в roM, что для установки их обязательно требуется разгерметизация трубчатого элемента, что не всегда возможно, а в иных случаях вообще не допускается.

Наиболее близким к изобретению по тех15 п сущности является датчик давления, содержащий продольные и поперечные тензорезисторы, установленные непосредственно на поверхности трубчатого элемента и образующие смежные плечи измерительного полумоста (моста1 (21.

0дпа«о при одновременном действии внешней продольной нагрузки и внутреннего давлепия известные датчики не позволяют выделить сигнал, характеризующий лишь измеряемое давление в трубчатом элементе. Это приводит к уменьшеншо тошости измерения давления за счет появления сигнала-.помехи, вызванного действием внешней продольной нагрузки.

Цель изобретения — повышение точности 30 датчика.

Поставленная цель достигается тем, что в датчик, содержащий трубчатый упругий элемент, на котором установленыпо крайней мере два тензорезистора, один из которых ориенти- 35 рован вдоль, а второй — перпендикулярно к продольной оси упругого элемента, и включенных в плечи измерительного моста, в него введен стержень с утолщениями о ко щам, который закреплен своими концами на упру- 40 гом элементе перпендикулярно к его продольной оси, причем поперечный тензорезистор закреплен на утонченной части стержня и включен в противоположное плечо моста по отношению к продольному тензорезистору, разме- 45

t ры стержня удовлетворяют соотношению

L г-л

О-.1 где, — полная длина стержня; — длина утонченной части стержня; — коэффициент Пуассона;

tl — отношение площади поперечного сечения утолщенных концов стержня к площади поперешого сечения утонченной части.

ВНИИПИ Заказ 11450/35 Тир

На чертеже схематически изображены датчики давления.

Датчик давления содержит стержень 1, на утонченной части которого вдоль его оси наклеен поперечный тензорезистор 2, включенныи в противоположное плечо измерительного моста по отношению к продольному тензорезистору 3, наклеенному непосредственно на поверхности трубчатого элемента 4. Стержень

1 имеет утолщения по концам, которыми он закреплен на поверхности трубы перпендикулярно ее продольной оси.

При действии внешней продольной нагрузки на трубчатый элемент, продольный и поперечный тензорезисторы, образующие ротивоположные плечи измерительного моста, получают одинаковые, но разнознаковые деформации, что соответствует условию самобалансировки .моста л отсутствию сигнала в измерительной диагонали. При дополнительном действии внутреннего измеряемого давления на точбчатый элемент активные тензорезисторы получают однознаковые деформации и, будучи включенными в противоположные плечи измерительного моста, вызывают его разбаланс, в связи с чем в измерительной диагонали моста вырабатывается сигнал, характеризующий внутреннее давление в трубчатом элементе.

При предложенном конструктивном решении датчика давления его установка производится без нарушения целое ности трубчатого элемента, а значит и без вмешательства и остановки технологического процесса, обеспечиваемого трубчатым элементом, так как датчик состоит из узлов, размещенных на поверхности трубчатого элемента. В отличие от известного устрой, ства эа счет соответствующего расположения концентрирующего стержня, подбора его размеров и включения активных тензорезисторов, датчик обеспечивает вьщеление сигнала, характеризующего внутреннее давление в трубчатом элементе при одновременном действии на него как внешней. продольной нагрузки, так и внутреннего давления. Это исключает появление сигнала-помехи и увеличивает реальную точность замера давления в десятки раз и более по сравнению с известным устройством, Чувствительность датчика увеличена более чем в 4 раза в связи с наличием концентрирующе.

ro стержня и включением активных тензорезисторов в противоположные плечи измерительного моста.

Изобретение позволяет значительно уменьшить влияние силы, растягивающей трубчатый элемент, на выходной сигнал датчика, что существенно повышает точность измерения.