Датчик давления смыслова

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к датчикам давления с резистивным элементом. Целью изобретения является повышение точности и упрощение конструкции. Датчик содержит плоскую мембрану 3, которая в средней части прижата к резистивному элементу 4, выполненному в виде выпуклой в сторону мембраны полоски, закрепленной на держателе 5, установленном на корпусе 1. Мембрана 3 и резистивный элемент 4 снабжены выводными клеммами. Под действием измеряемого давления токопроводящая мембрана 3 увеличивает пятно контакта с резистивным элементом 4, частично закорачивая его и изменяя его омическое сопротивление. 3 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н)э G 01 1 9/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4370658/24-10 (22) 30.12.87 (46) 15.06.90. Бюл. hh 22 (71) Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильной электроники и электрооборудования (72) И.И,Смыслов (53) 531.787 (088.8) (56) Патент.США М 3080757, 73-398, 1963, Авторское свидетельство СССР

М 72504; кл. G 01 1 9/02, 1940. (54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ СМЫСЛОВА (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, а именно к датчи,,Я2„„1571446 А1 кам давления с резистивным элементом.

Целью изобретения является повышение точности и упрощение конструкции. Датчик содержит плоскую мембрану 3, которая в средней части прижата к резистивному элементу 4, выполненному в виде выпуклой в . сторону мембраны полоски, закрепленной на держателе 5, установленном на корпусе

1. Мембрана 3 и резистивный элемент 4 снабжены выводными клеммами. Под действием измеряемого давления токопроводящая мембрана 3 увеличивает пятно контакта с резистивным элементом 4, частично эакорачивая его и изменяя его омическое сопротивление, 3 ил.

1571446

Изобретение относится к измерительной технике, прочнее к мембранным датчикам.для измерения постоянного или медленно изменяющегося давления с помощью электрического элемента, чувствительного к механическому давлению путем измерения изменений его омического сопротивления, а именно с помощью переменного резистора.

Цель изобретения — повышение точности за счет уменьшения температурной погрешности от температурной деформации мембраны.

На фиг.1 изображен датчик; на фиг.2— то же, вид сверху; на фиг.3 — вариант датчика для двухпроводного электроманометра, Корпус 1 датчика выполнен в виде полого болта с головкой 2. К его концу герметично закреплена металлическая мембрана 3, упирающаяся центральной частью в центральную часть резистивного элемента в виде непрерывной гладкой пленки 4 на жесткой диэлектрической перегородке 5 (с выпуклостью в сторону мембраны), выполняющей роль балки и закрепленной в корпусе 1, Таким образом, между мембраной 3 и пленкой 4 образован зазор 6, увеличивающийся от нуля. С концом пленки 4 соединен плюсовой металлический вывод 7, проходящий через отверстие 8 в перегородке 5 на ее противоположную сторону, где к нему присоединена клемма 9 датчика, закрепленная в изоляторе 10 крышки 11, Роль минусовой клеммы датчика выполняет корпус 1, как принято в однопроводных датчиках, Перегородка 5 прижата гайкой 12 с наружной резьбой к бурту корпуса 1. Под перегородкой 5 могут быть регулировочные кольца (не показано) для установки номинального сопротивления датчика(при отсутствии измеряемого давления), хотя это можно сделать и подгоночным сопротивлением в датчике или вне его.

В двухпроводном датчике (фиг.3) на внутренней поверхнасги мембраны 3 выполнено диэлектрическое покрытие, служащее подложкой 13, на которой выполнен контактный элемент в виде металлической полоски 14. Пленка 4 имеет второй вывод 15, соециненный с минусовой клеммой 16.

На фиг,1 показан наиболее простой в изготовлении вариант„ однако мембрана 3 может иметь жесткую среднюю часть, а перегородка 5 — гибкую и т,д., лишь бы из..менялось пятно контакта на пленке 4 при изменении давления. Пленка 4 преимущественно напыленная, тогда она тонкая с плавным профилем в сечении, поэтому ни в ее краях, ни в мембране и полоске 14 при их прижатии к краям пленки 4 не возникает

50 раной 3 и перегородкой 5, На основе описанных вариантов могут быть разработаны и другие варианты, не выходящие за пределы формулы изобретения, например на фиг.1 показан датчик абсолютного давления

55 (если в нем вакуум). Если в крышке 11 выполнить отверстие, получится датчик относительного давления, если к разным сторонам мембраны подвести различные давления (или поставить 2 мембраны 3 с перегородкой 5 между ними, или только две мембраны

40 недопустимой концентрации напряжений.

Пленка 4 может иметь различные формы (прямоугольника, сектора, спирали, овала, круга и т.д.), чтобы обеспечйть нужную мощность рассеяния и нужную зависимость сигнала от давления. Выводы 7 и 15, преимущественно напыленные, могут иметь различную форму от точки до замкнутого кольца вокруг круглой пленки 4, однако их толщина в месте соединения с пленкой 4 не должна превышать толщину пленки 4, только в этом случае абсолютная погрешность датчика не увеличится в области номинального давления, ибо при большей толщине вывода 7 (15) контактный элемент, например мембрана 3, коснется вывода 7 (15), не касаясь конца пленки 4, т.е. даст ступень на характеристике датчика, По этой же причине пленка 4 должна быть гладкой, ибо ступень на ее поверхности даст ступень на характеристике датчика. По подобной причине пленка 4 должна быть непрерывной, чтобы движущийся край пятна контакта непрерывно контактировал с пленкой 4, иначе появятся ступеньки на характеристике и даже искрение между пленкой 4 и контактным элементом. Это относится и к непрерывности и гладкости контактного элемента. Полоска 14 должна быть длиннее пленки 4 .. преимущественно шире, чтобы полностью перекрывать ширину пленки 4, что снижает погрешность датчика, Полоска 14 может быть соединена с корпусом 1 или клеммой

16 вместо вывода 15 от пленки 4. Датчик может иметь несколько пленок 4 и полосок

14, они могут быть соединены различным образом, например в виде моста, Характеристика датчика зависит от упругих свойств резисторного и контактного элементов, сочетания их профилей, т.е. от профиля зазора

6; форм пленки 4 и контактного элемента.

Мембрана 3 может быть выполнена заодно с корпусом 1 для устранения гистерезиса, вызываемого трением в месте крепления мембраны. Возможен вариант, имеющий нулевое сопротивление при нулевом давлении, для этого контактный элемент без давления должен закорачивать всю пленку 4, а давление должна подаваться между мемб1571446

Составитель A.Ñoêoëîâñêèé

Техред М.Моргентал Корректор Л.Патай

Редактор А,Долинич

Заказ 1506 Тираж 467 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

3, на одной из которых резистивный элемент), то получится датчик разности давлений.

Датчик работает следующим образом.

Исходное положение.(фиг.1 и 2). Наружное давление равно нулю, мембрана 3 упирается в центральную часть пленки 4 благодаря своей упругости, датчик имеет номинальное сопротивление. Ток подводится к клемме 9 и через вывод 7, мембраны 3 и корпус 1 уходит на "массу". При появлении давления мембрана 3 прогибается, поэтому в центре образуется пятно контакта, которое расширяется под давлением к периферии, и мембрана 3 закорачивает все большую часть пленки 4 вплоть до вывода 7, сопротивление датчика уменьшается до нуля, сигнал растет до номинала.

Формула изобретения

Датчик давления, содержащий корпус, мембрану и закрепленный внутри корпуса реэисторный элемент в виде жесткой балки, 10 причем центры мембраны и балки контактируют между собой, о т л и ч а ю.шийся тем, что, с целью повышения точности, мембрана выполнена плоской, а балка выполнена с выпуклостью в сторону мембраны,