Датчик давления
Изобретение относится к приборостроению, в частности к датчикам давления. Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых давлений за счет регулировки начального зазора между электродами. Для этого в датчике чувствительный элемент - упругая оболочка 1 выполнена в виде стакана с выпуклым дном с внутренней конической поверхностью и содержит внутренний конический электрод 2, являющийся одной из обкладок конденсатора емкостного преобразователя давления. При этом внутренний конический электрод 2 установлен с возможностью перемещения в осевом направлении относительно внутренней конической поверхности оболочки 1. Оболочка 1 внешней выпуклой поверхностью обращена в полость с контролируемым давлением, а внутренняя ее полость связана со средой, имеющей опорное давление. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 1 9/12
ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4732467/10 (22) 29.08,89 (46) 30.08,91. Бюл. hL 32 (71) Ленинградский механический институт им. Маршала Советского Союза Устинова Д.Ф. (72) Д.А.Ярцев и Ю.П.Савельев (53) 531.787 (088.8) (56) Патент США
М 3750476, кл. 73-398, 1973. (54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ
Ы2,„, 1673897 А1 (57) Изобретение относится к приборостроению, в частности к датчикам давления, Цель изобретения — расширение диапазона измеряемых давлений за счет регулировки начального зазора между электродами. Для этого в датчике чувствительный элементупругая оболочка 1 выполнена в виде стакана с выпуклым дном с внутренней конической поверхностью и содержит внутренний конический электрод 2, являющийся одной иэ обкладок конденсатораемкостного ripe1673897
55 обраэоватепя давления. При этом внутренний конический электрод 2 установлен с возможностью перемещения в осевом направлении относительно внутренней конической поверхности оболочки 1, ОбоИзобре1ение относится к приборостроению, в частности к емкостным датчикам давления, Цель изобретения является расширение диапазона измеряемых давлений за счет регулировки начального зазора между электродами.
На чертеже 11оказан датчик, общий вид, Датчик содержит чувствительный элемент-оболочку 1, Bblll Втулка 5 установлена в цилиндрической части оболочки 1 подвижно в осевом направлении и посредством резьбового соединения может плавно перемещаться в осевом направлении вместе с внутренним электродом 2 за счет поворота втулки 5 относительно оболочки 1, Перемещение втулки 5 о нос1пепьно оболочки 1 может быть отсчитано по лимбу 6, нанесенному на верхний торец упругой оболочки 1 и боковую поверхность фланца втулки 5, или зафиксировано регулировочной прокладкой 7. Датчик зэкрепле11 на объекте 8 гайкой 9 так, что внешней выпуклой поверхностью оболочки обращен в полость среды с контролируемым давлением Рк, а в нутре11ня я полость С связана через дренажный канал 10 со средой, имеющей опорное давление Ро, Возможность перемещения внутреннего электрода 2 в осевом направлении относительно оболочки 1 позволяет создать зазор д. Проводящие конические поверхности внутренней полости оболочки 1 и внутреннего электрода 2 в сборе изолированы посредством диэлектрической изоляции 4 друг от друга и образует электрический конденсатор, емкость которого 50 почка 1 внешней выпуклой поверхностью обращена в полость контролируемым давлением, внутг. нняя ее полость связана со средой, и:1еющей опорное давление, 1 ил. находится в обратной зависимости от величины зазора д, В процессе измерения давления оболочка 1 (чувствительный элемент) деформируется, что приводит к изменению зазора д и. соответственно, емкости электрического конденсатора, Внешнее объемное обжэтие оболочки 1 приводит к появлению напряжений объемного сжатия в материале оболочки, что благоприятно сказывается на повышении предела прочности и на линейности деформации поверхности А внутренней полости оболочки 1 в зависимости от разности давлений Рк - в контролируемой среде и опорного P.,, Величина осевого перемещения внутреннего электрода 2 вместе с втулкой 5 в осевом направлении относительно оболочки 1 позволяет изменить зазор д по зависимости 91 где а -угол полурэствора конуса образующей поверхности А; 1- величина продольного перемещения электрода 2. В датчике оболочка 1 (чувствительный элемент) нагружается только на сжатие, что значительно повышает прочность чувствительного элемента до 4000 ата и более, а придание внутренней полости оболочки конической формы совместно с возможностью регулировки продольного осевого перемещения внутреннего электрода 2 относительно поверхности А внутренней полости позволяет регулировать тарировочную кривую в зависимости от выбранного диапазона измеряемых давлений. Чувствительный элемент-оболочка 1 датчика давления может быть выполнен, кроме того, из хрупких материалов, имеющих относительно малый модуль упругости - керамики, кварца, стекла. В предлагаемом датчике отсутствуют ограничения для увеличения верхнего предела измеряемых давлений, поскольку увеличение толщины свода выпуклой поверхности оболочки, необходимое при повышении верхнего предела иэмеряе1673897 Составитель О.Полев Редактор Т.Лошкарева Техред М.Моргентал Корректор А,Осауленко Заказ 2911 Тираж 342 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 мых давлений, не является препятствием в отличие от датчиков давления, использующих мембрану в качестве чувствительного элемента. В случае обьемного всестороннего обжатия зависимость деформации внутренней поверхности оболочки от сил давления остается линейной и определяется лишь толщиной оболочки и модулем продольной упругости. Формула изобр етения Датчик давления, содержащий трубчатую оболочку с электропроводящим покрытием, нанесенным на часть ее внутренней поверхности, размещенный внутри оболочки электрод измерительного конденсатора, и токоподводы, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых давлении зэ счет регулировки начального зазора между электродами, в нем оболочка выполнена в виде стакана с выпуклым дном, обращенным выпуклой 5 внешней поверхностью в сторону измеряемой среды при этом внутренняя поверхность стакана выполнена с участком, имеющим коническую поверхность, сужающуюся к дну стакана, а электрод измери10 тельного конденсатора выполнен в виде усеченного конуса. закрепленного основанием на держателе, установленном с возможностью осевого перемещения, причем усеченный конус расположен в стакане в 15 зоне его участка с конической поверхностью, на которую нанесено электропроводящее покрытие, при этом полость стакана сообщена с источником опорного давления, 
