Датчик давления

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения избыточного и абсолютного давлений в широком диапазоне. Цель - повышение точности измерения за счет уменьшения погрешности от гистерезиса и расширение диапазона измерения в области малых давлений. Это достигается выбором оптимальных значений продольной и поперечной жесткостей штока, его геометрических размеров и связанных с ним элементов конструкции из соотношения D-D/BΣ<SB POS="POST">пр</SB>/*98MK<SB POS="POST">о</SB>-C<SB POS="POST">п</SB>, где D - внутренний диаметр разделительной трубки

D и B - наружный диаметр и длина плунжера

C<SB POS="POST">пр</SB> и C<SB POS="POST">п</SB> - продольная и поперечная жесткости штока

K<SB POS="POST">о</SB> - экспериментальный коэффициент устойчивости штока

μ - коэффициент трения между поверхностями плунжера и разделительной трубки. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (51) 5 С 01 Z. 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР

К A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4380399/24-10 (22) 05. 01. 88 (46) 23.02.90. Бюл. 0 7 (72) Б.В.Кабунин, Е.И.Белозубов и В.А.Иедовщикова (53) 531 ° 787(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

526787, кл. G 01 I 9/10 1975.

Кривоносов И.И. Электромеханические и эмери тел ьные преобраэова тели давлений высокотемпературных сред.М.: Энергия, 1975. (54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ (57). Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения избыточного и абсолютного давлений в широком диапазоне. Цель - повышение

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к индуктивным датчикам плунжерного типа, предназначенным для измерения избыточного и абсолютного давления в широком диапазоне.

Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерений.

На фиг.1 изображено идеальное расположение штока и плунжера; на фиг,2реальное расположение жесткого штока и плунжера; на фиг.3 - реальное расположение гибкого штока и плунжера; на фиг ° 4 - датчик давления, общий вид, Датчик содержит корпус 1, сильфон 2, разделительную трубку 3, ка- . точности измерения за счет уменьшения погрешности от гистерезиса и рас" ширение диапазона измерения в области малых давлений. Это достигается выбором оптимальных значений продольной и поперечной жесткостей штока, его геометрических размеров и связанных с ним элементов конструкции из соотD d Cnu ношения -----(--,----, где D - внутЬ рК, С„ ренний диаметр разделительной трубки, d и Ь - наружный диаметр и длина плунжера; С „ и С - продольная и поперечная жесткости штока, К вЂ” экспериментальный коэффициент устойчивости штока; р — коэффициент трения между поверхностями плунжера и разделительной трубки . 4 ил . тушки 4 преобразователя дифференци- ви ь ально-индуктивного типа, плунжер 5, ф3 шток 6, на конце которого приварен ф ферромагнитный плунжер 5. Подсильфонная полость вакуумирована, Эииб

Датчик давления работает следующим р образом. Ю

Измеряемое давление поступает на датчик через штуцер, вызывая сжатие сильфона 2. В результате происходит перемещение по разделительной трубке

3 штока 6 с плунжером 5, ведущее к изменению взаимной индуктивности катушек 4 преобразователя пропорционально прилагаемому давлению.

Разложение силы R на составляющие

Т и S (R - сила „ развиваемая упругим чувствительным элементом, S - усилие

1 4 120 ко (11) где K — коэффициент, который опреде5 ляется экспериментально, K0 = 12000, поэтому можно записать

Ср Ь

ПЯ > и!

10 (12) D-d Сг (J.= (13) 5 ь рк,с„

При веденное соот ношени е поз воля ет выбрать оптимальные значения жесткости штока, его геометрических размеров и связанных с ним элементов конструк20 ции с точки зрения исключения гистерезиса и тем самым повышения точности и расширения диапазона измерения в область малых давлений.

Соотношение (13) устанавливает связь между продольной и поперечной жесткостью штока, геометрическими и механическими характеристиками разделительной -трубки и штока.

b 2t ю6

) и . (7) 25

h 1. -ptg М.

Рассмотрев О GHE .можно выразить угол ь, учитывая его малость, так и ремещения, Т - сила прижима к напр вляющей, создающая препятствие движению за счет возникающих сил трения) дает (фиг.2 и 3):

Р F +Т Р +Rsink; (1)

F

F(. b R sing F b К з in+

h+b . h (3)

Условие отсутствия заклинивания ь1ожно записать

S = К совоС>(Р, + F<)p, (4) де p - коэффициент трения, Используя выражения для сил Г„ и F ожно записать

2h + Ь, К cosy > R — — — р sing

Ь (2h + Ь) 1 (6) Отсюда следует условие отсутствия заклинивания

Разделив обе части на Ь/K и вырао зив g„, получают

1 D d

g, = arctg — -- -. (8)

2b ЗО Тогда соотношение (7) можно запи1-ать в виде !

Ь Ц 2Ь

h„,,9- d

Ь !

" 2Ь

В случае, если поперечная жесткость тока существенно меньше продольной есткости, то это фактически соответствует перемещению точки приложения силы из точки А в точку В, т.е. в . этом случае h стремится к нулю,,по,этому в случае гибкой связи, как это показывает выражение (9), условие от, сутствия заклинивания выполняется не-.. зависимо от коэффициента: трения и реальных геометрических размеров штока.

Учитывая, что в реальных конструкD - и циях р C 1 ------ (с 1 выражение (9) 5О

2Ъ

Ф можно представить в виде

Ь 9-d

Ь Ь

М (10) . Для устойчивой передачи перемещения необходимо

Формула изобретения

Датчик давления, содержащий. корпус, в котором ра змещены катушки индукти вности, мембрана со штоком, связанным с ферромагнитным плунжером, расположенным в разделительной трубке, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и расширения рабочего диапазона, в нем геометрические размеры плунжера и раздели тельной ".трубки выбраны из следующего соотношения:

С рр — — -- c.

b tuKo Cn где D - внутренний диаметр разделительной трубки;

Й и Ь вЂ” наружный диаметр и длина плунжера соответственно, P - коэффициент трения между поверхностями плунжера и разделительной трубки, С„ и С„ - продольная и поперечная жесткость штока соответствен" . но, К = — -" Ь- коэффициент устойчивости

0 с

" штока, Ь - длина штока.

Fy

Фгв Z фиг.4

Составитель О.?осимов

Редактор И.Горная Техред Л..Сердокова Корректор В.Гирняк

Заказ 486 Тираж 466 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101