Тензометрический датчик давления

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет улучшить линейность выходной характеристики датчика. В корпусе 1 датчика закреплена мембрана 2, воспринимающая контролируемое давление. При прогибе мембраны передаточное звено в виде упругого элемента деформирует консольную балку 4. Это фиксируется тёнзорезисторами 3, злектрические сигналы с которых поступают на контактный узел 7. Выполнение упругого злемента из полукруглого 8 и прямолинейного 9 участков и закрепление его свободным концом на мембране 2 в точке, смещенной от центра на 0,2-0,5 ее радиуса, исключает смещение направления действующего усилия и появление дополнительного изгибающего момента. .2 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 G 01 L 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3803714/24-10 (22) 23.10.84 (46) 07.01.87. Бюл. У 1 (71) Львовский политехнический институт им, Ленинского комсомола (72) Ю.И. Заганяч, M.À. Тихан и А.П. Кутраков (53) 53 1.787 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 883680, кл. G 01 L 9/04, 1980.

Приборы и системы управления, 1984, Ф 3, с. 31. (54) ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет улучшить линейность выходной

ÄÄSU ÄÄ 1281940 А 1 характеристики датчика. B корпусе 1 датчика закреплена мембрана 2, воспринимающая контролируемое давление.

При прогибе мембраны передаточное звено в виде упругого элемента деформирует консольную балку 4. Это фиксируется тензорезисторами 3, электрические сигналы с которых поступают на контактный узел 7. Выполнение упругого элемента из полукруглого 8 и прямолинейного 9 участков и закрепление его свободным концом на мембране 2 в точке, смещенной от центра на 0,2-0 5 ее радиуса, исключает смещение направления действуюФ щего усилия и появление дополнитель- Е ного изгибающего момента..2 ил.

1281940

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для измерения давлений мембранными датчиками с тензометрическими преобразователями. 5

Целью изобретения является улучшение линейности выходной характеристики датчика. ,На фиг.1 изображена схема датчика, .на фиг.2 — схема нагружения уп- ®О ругих звеньев.

Датчик состоит иэ цилиндрического корпуса 1 с мембраной 2 и крышкой 3.

Внутри корпуса параллельно плоскости мембраны закреплена упругая консольная балка 4 с тензорезисторами 5, которые соединены токовыводами 6 с контактным узлом 7.

Консольная балка соединена с мембраной передаточным звеном, выполненным в виде профилированного упругого элемента, который состоит из сопряженного с концом упругой консольной балки полукруглого участка

8 и прямолинейного участка 9,расположенного параллельно консольной балке 4. Конец участка 9 передаточного звена соединен сваркой с мембраной 2 в точке, смещенной от ее центра.

Форма передаточного звена и величина смещения точки его крепления к мембране. выбрана из такого расчета, что при деформации консольной балки

4 не происходит смещения направления 35 действующего усилия, а также не возникает дополнительный изгибающий момент и не появляется составляющая силы, действующая на растяжение балки вдоль ее оси.

Перемещения в упругих системах применительно к известной схеме нагружения (фиг.2) определяются соотношением а= — (-ar -2r -2r j .-2га (-г Р ) = Р

У где А — горизонтальное смещение точки крепления передаточного звена к мембране, Š— модуль Юнга материала, — момент инерции передаточного звена относительно горизонтальной оси, Р— действующее усилие.

Исходя из условия, что 4=О, можно получить длину а прямолинейного участка:

f -2r а

2 E+)Tr

Поскольку а >.О, то значение ради2 уса полукруглого участка r . В

12 этом случае передаточное звено в точке А приложения усилия P претерпевает лишь вертикальное смещение.

Вместе с тем при жестком креплении в этой же точке А на передаточное звено должен действовать дополнительный изгибающий момент вследствие поворота сечения.

Если крепление передаточного звена осуществить в той точке мембраны, для которой в процессе прогиба угол поворота ее сечения равен углу поворота сечения передаточного звена, то даже при жестком креплении конца передаточного звена дополнительный изгибающий момент исчезает. В системе действующих усилий не возникает составляющей, направленной параллельно плоскости мембраны.

Расчет упругого узла из мембраны и передаточного звена с консольной балкой в области малых перемещений показывает, что оптимальная зона крепления конца передаточного элемента к мембране составляет 0,2-0,5 радиуса мембраны. В этом случае величина погрешности, вызываемая дополнительным изгибающим моментом,исключается.

При воздействии контролируемого давления на мембрану 2 происходит ее прогиб. Передаточное звено 8, 9 деформирует консольную балку 4 и электрический сигнал с тензорезисторов поступает на контактный узел 7, при этом эксцентричное крепление конца передаточного звена относительно мембраны, а также форма и геометрические параметры консольной балки и передаточного звена позволяют улучшить линейность выходной характеристики датчика.

Формула изобретения

Тензометрический датчик давления, содержащий закрепленную в корпусе мембрану и упругую консольную балку с тензорезисторами, расположенную параллельно плоскости мембраны и связанную с ней передаточным звеном, отличающийся тем, что, 1281940 прямолинейного участка а определена из соотношения

Р-2r

2 f+Kr

Составитель И. Невский

Редактор И. Николайчук Техред Н-.Глущенко Корректор М Самборская

Заказ 7255/38

Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.- Ужгород, ул. Проектная,4 с цел ью улучше ни я линейно с ти выходной характеристики, в нем передаточное звено выполнено в виде сопряженного с концом консольной балки профилированного упругого элемента, состоящего из полукруглого и прямолинейного участка, расположенного параллельно консольной балке и закрепленного свободным концом на мембране в точке, смещенной от центра на 0,20,5 ее радиуса, причем длина этого где 1 — длина консольной балки, r — - радиус полукруглого участка, удовлетворяющий соотношению

E с