Датчик давления

 

Изи тетрн е о носится ч мкосгмы -Д |ГЧ1ЖаП Д-ШгечН. « (jM oi И (Л I Vib SO ванодп HIM :лт ческс и динамически i г д - в /1 i1 , г мл во лейсгзии позышс г ы пь члм еских г З иузок Цель-о из ретечил явпзется г.овьииег ие из ррений за с«ет умено ени)1 to- реш -ости oi БОЗДОЙС i чип Датни дйгзпения содержит юрьус 1 иемб- 0 iHy е тким центром 2 и unot нь«м ссно- РЛ.И J дпн4)р31Ь у л чакирплсн |ую на . i преобразователь деФор чни в вид° двух пор 6 7 и 8, 9 протичо, е чащи ЛРКТродов расположен- HI no -нтру и ()ми мембраны и дилфгзгмы ДиМрРгма вьт оянеиа с жестким 0 л опорным основанием 11 jrV l .Л, - ,o J J i КОТОрЧ ЭВЧИ Ь-.Лдиальнып згрр -: f r .ou 2 и (ПОрНГ О О ),- Ч 1 Гл V г, )Мь ° Oi L lHha te« p 0,ти- Рч( м Of по г предг1/1 -1 -м v 30THf-iij HV-C i

СОЮЗ СОВЕТСКИХ с 0 (1и А ! (! с т и н е с к их

РЕ СПУБ!1ИК (()5 (; 01 I 9/12

ГОСУДАРСТ()ЕI tt li IN КОРИТЕ Т

Гг0 ИЗОГ)РЕ ГЕН,)!(с1 (1 ОТКРЫТИЯМ

ПГИ Гк I Сг:СР.!Д ф ):

С)ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ;Я

К АВТС)РГ, гС i(y1! СР11,Г!.с- 1 ЕЛЬСТВУ (21) 4749073/1",. (22) 16,10,89 (46) 30,12.91. Б(01. М" 48 (71) Науч((о-исследовательский (л(;ст((тут ф;— зических ((з(лерений (72) Е,M. Белозубов (53) 531,787(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1622788. кл. < 01 9/12, 23.02.89. (54) ДАТ Ч И I ДА В П F. Н И Я (57) 1;1зобпетение О. нос.»ся к:-гмкос(: tt.; д-;гч IKBI дэвлеtitiя и ож"т б,!ть исfinãi(,30вано дл- "змерени! С-тати (е кс, - и динамиЧP(;F:OÃo Д .Í i(i! Р ". BOЗДЕйС ГBËÈ

П О 3 Ы Ш i ; I Ь! Х !.! Е Х г . Н I l ) Е С К И Х ! 3 О У 3 0 К, Цель о из бретен((я является повыше(ле (/(ЗО()РЕТЕг(!Лс. . ) tг!ОС((тСЯ К ИЗМЕ!)И (=ЛЬ" ной технике, в;а((нос!и к е(лкостн.,(л(датчика(л дага".Пия. t може бь(ть использовано для из;(ерен; (;Татическс.to и ди tat(! I!o; (oГО давлений Г1р, )Зл "йствии Г Овь! ).:Р!(ных

МЕХМАН ИЧЕС...!;Х ПЕР(-:ГРУ..:; .

ЦРль изoбретР!!! с! — Повь!.()ение точности за счет ум;=.н! !.!)ения пого" (!Пост(! 0T ti-:— ханическ х воздейс ий, На чеотсже изобрл,;(.FI е(лкостной датчик pà(tëåí(tÿ. р":3рез, Емкостный дат !ик давлени(! содержи-, корп,с 1, упо,:rylo t ortbpat;у; жестки.л центром 2 и ог)орн(,i ((,вани .(,-.3,I(a(„."I)at-Iл

4 закреплен, „..;! "бра !е г(ри (;смосци г рокладки 5. ((м(: ", . р г бр-..=.оваел-. деформ.,L((II: в! (,(н н г. гире двух пар противоле ()ii (;: !вi: ..r пв б .. 7, пасполоЖЕННЬС< ГгО цРНГ!),;, 3;(ЕКГрОдоВ 8 l 9 раСполах.е((((ы... -.! и. ерии. Д. à II)pat; a выполнс <..- с л.. .(;с:нтрс,. -! 10 и опорн .(м основан;lo(л 11 Р,! (.., 0I,I ь!е ()азмеры жестКОГО LI!Q: IT>" а tl "",..!.::О! О ОснОГания 1

«. SU „, 1702(97 А1 точнОС1(1 ИзмРгрЕНИЙ За Счвт умв((ь(((Е((ИЯ!10))ЕСС!» ОСТИ ) (МЕХа((нс ЕСК I) ВОЗДЕЙ(I ВИЙ.

Д;)ТЧИ . дааЛЕНИЯ (.ОдЕржИТ хор -уС 1 глЕМбt): I i l y г ": е с т к и (л iJ f.. i t 1 (10 м 2 t t o i l o I H b! м с с н Оpûnè ", 3, диа.„ )ра му D, закр плон«ую на мембран:. i емко-..ный преобразователь деформа((ий в виде двух пар б, 7 и 8, 9

ПPÎÒИВО,"Ескаttj(IХ ЗЛРКТPÎÄOÂ, !)аСПОЛОЖЕН н((х по центру и периферии лембраны и ди (ф(. ".! (1ы. Д(лэ(1 рагма 1 вь! r.ол НР! (д с хкестким,... (I o - (О и опорным ОснованиРм

1 1 aF) !Ял(;! " . !B3.".; ;o;- i()((ipt-I) ot! tt. ()адилльнь(л; Оаз((Рг а!...,,г;с, i(ol (. l o" г!)а 2 и

0 1009(;;o О! . : ((- :;I 3 м " r>it! û. а ioi:(чина !

Е12 жесг> ()! и .сР (- 0,(tli „ а< (л .(0(. (,г(°:

ПО ОПt Р)!Рсч" I, I,i OOF)TI40(LI1:.,- Л,, 1 (1Ь !)с :- !-:. t;Pi(t,".I г.:ЫМ j а3МЕ(GM ! Г((; C": !-: .:1 Ы . (O i i р Ч () Г О !) С Н О В 1 г(.. . 3

to (((- ...г(i р(З цо -! Г .а С " rt: )ol.г СОО ВС 0TBIIN Г. (П рсдс л е н н IJ(," (. ) o T I в I tt F(è Р л(F лкос":;:: p)1 !Ик дявчения pat 07Pãò

i г д;!, .)) ° м, ) б р; f t (Йз;лоряс-:-,зе авление 3. йстьует на мс (бсь; у со i:! 3ронь! е.. ж-:;, .с,го центра 2.

Г. Qit . 0...(СЛС1 В(ЧЕЛ! Г 3 .! . С(ЯЕ(:г . давя ;.НИЯ це тр- льн,t t зле,тр",, u t p,(з !,! !,. 3меШ:НН... П В Обя" 0:.. -. + С(!!.!I П: .—. -г)Р;., (-ЕРЕli ет(;1 р. н и, . э в Р (ии iio!,1 гал F (ОГÎ трг,, 7 ди;, .; „;., ((.().:т-,ие чего

С!"-Ь Е(1((г :; !. °, !0 Г((,,:г i "i(:Са уВРЛИrivi(аг -с ь.t (Yo Tь fl I i,:(::,gи.".!10го коl!ден— са с t)F ..ге, -; и- рагt:" ñния его на зл !, ах.:!. (,. (.(.; I- д()ôot>ttlt()óþi!„ .1XC П :.) В(i> :.!t:, „ . t (".: -! I < а(С)РНИЯ, 3 L, nTIIOI ;- НИ, :i,,t, (, :ñ. T ;ал:,!(Г)г(;

"о! де((са10„-; к "::. и ."- Пол,чи(л

1702197

C I =гп 1<

r(l ВЕ< :-1! I "«!9 <".ИЛ<»Я, R l — Ое,,. у.; л<ембраны; го» вЂ” р.=ьл..ус;к;() rKof.o центра;

Š—, Одупь упругости материала мембpinib»

h; — толщина MBMбраны;

p1 —;.оэффициент Пуассона (латериаля л»ембоань .

Прегиб «С òKОГО»<ЕНтра 10 дИафраГМЫ

4 г, -Оотсетпте:.»1 с соотношением (1) равен г ()2 (()и = l)(э. (2)

Г., Ii)

Гда ВЕп1 .<3:..: 1 °,,-.КГ()M! 2 ОтНОСяТС 1 К диафрагме

3(, — ((3 Сг -1 с., г .,< 4 Сг 2

In C2

С2 (2

Сг =- - —,.

, Ог

Учитывая, что радиусы R1 мембраны и

R2 диафраГмы, )яв»3ы (R1=82) и радиусы )кес тКОГО цЕНтпа 2 MPMáðà»IÛ И дИафраГМЫ равны (го)=гог), можно сделать вывод, что С1 С2

Для того чтобь» под воздействием,(»броускорени 1 вел "I(3133 зазора (лежду цс"-ITряльнь»(ли электродами не изменялась, необходимо, »гобы прогибы от воздействия виброускорения у жестких центров 2 и

10 ме(1бпяны и диафрагмы были равны, т,е.

C()()1= C(>)2. В (»ОТВЕТСтВИИ С ЭТИМ, ПРИРаВНЯВ правые части равенства (1} и (2), получим бь Rг

Ae> — — — =- — Авг, . (3)

Еl

Ег . 1<2 1

Учитывая предыдущие соображэния (Вг=Р1, С1=i"-2) можно записать:

З(1-,((г) 01 R12 (4) (- R2, ) g 1,((2 г

:т

В cf)il3(с TB ... -IT0 толщина жесткого

ЦЕНтРа СУ (потов(»О г;О(ЬШЕ ТОЛЩИНЫ МЕМбр; ны или диаф(»пгм -<, пряктически вся и рисигнал, однозначно зависящий от измеряемого давления, Дл»1 обоснования принятого соотношения Г)яссмотрим более подробно упругую

М< MáI-ÿí)(с;I (.(. к»1М центром 2 и диафрагму

4 с )».РО1к:.1(1 ц» —.ром 10.

Прог<16 3ел»f:.pa;-Ibl с гжосг:им центром опредепяегся с едую»вим образом; (УI й1 ((.1)1 == . i. П; (1} ,3

1- ((1 ) С, — 1 i(1 С1

2 г

Г(г- / . (< .)

-» С1 С1" 1 соединенная Масса сосредоточена в жестком центре, Масса жесткого центра 2 мембPBilbl РЯВ143

m1= гг го1 Hi q"„ (5)

5 где 1-(< - толщина жестко»о центра 2 л1ембряны:

ql — плотногть м3r(р«апа мембраны.

41асса жесткого центра 10 диафрагмы

pBв»iа

10 (и == л го . II2 q2, (6) г(»е H-,: -- тслщи»а жестко: О центра 10 длафf) cIr(I t

qI2 — плотность ма)ериала; иафра(мь<, i lPIl ВРЛИЧИ»Е г<(1(»РО<(СКОРЕН(1й, РаВНОй

15 а, ус(пи I, ()оэдейс(вующио ня жесткие цент;) г) 2 и I Ll ()удут cc q ье < (. тее» I »1О p3») I»bi, < ()Iq =-I1! »,я=. (1;;, г 1 (()

l)1 - m).а=- )т гп)- »i о: (1()

Г1одсгавляя (»ыр".3(е»vч (7) и (8) в выряжвilив (Л), г»ОПУ«l1М .(<О1 I-I, О: . <, 2 (i — /(1 » -=

Е1 111 (9)

)т гог »-(г <г, 2 (1- ((2

После преобразований, учи ывая, чго радиусы жестких центров 2 и 10 р»vilb! <(ежду со ) и (ГО1- r(12), получи(.

Е1 1111 q2(1 ((?

I .î3ô.I ицие»(т функции впиян 1я B(15poуско()" »3и< ., хярякгеризуlоц иГ1 пОГpP(II»3c)cTb от л1ехан<л«ес„и", воздей )B! Il;,; »)рдлягае35 МОГО Да1чика состав(lя-.-. i 0,3 1L» с м коэффициент функции влиянliB механических ударов — 0,5 10 с м, коэфОициЕНт ФУНКЦИИ ВЛИЯНИЯ ПИНЕй»lbIX ускорений — 06 10 с м

-1 . 2 . -1

40 Таким образом. npll(1t 1 н IQ»»редглгаел Ого датчика позволяет уменье»ить погрешНО(;(И ОТ " "PхЯНИЧРЕ»:И" f3()3 <(Р(1СТВИЙ

УМЕНЬШЕНИЕ ПОГРЕШНОСти (РОИСХ(Д<лт За счет уменьшения зависимос1(l Båë(I÷èны

45 .,ежэлектродного зазора це»(т ряльного конДЕНСЯТОРЯ От МЕХаНИЧЕ.Т-КИХ ВОЗДРйСГВИй вследствие обеспечения близкого характера реакции элементов конструк»(ии, на которых Рà(ОО

Ф 0 р м yl л а и 3 О 6 1) Р 1 Р н и я

Датчик давлени, Оде(ж!!!; !I«(»г.пус, упругук) MBM6pailу с жесгKII(1 1!<; I < p(

55 опорным основян(лел". <...1(;к, ". II I,P! I;

На МЕмбранЕ С ЗаЗОром « "»;(i(.1 <:-,11 г рЕОбр,3<3оВВТр. деформаций l) l!Il, .е, !BÓK пяр про иволежаи(их элок(родоB . !I" l1(ло«е»11702197

Составитель О. Полев

Редактор Л. Веселовская Техред М,Моргентал

Коррек top 3. Лончакова

Заказ 4535 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государствен> ого комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушска=. наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Г тент", г. Ужгород. ул Гагарина, 101 ных по центру и периферии мембраны и диска, отличающийся тем,что,сцелью повышения точности за счет уменьшения погрешности от механических воздействий, в нем диск выполнен в виде диафрагмы с утолщенныв жестким центром и опорным основанием, имеющими радиальные размеры, разные радиальным размерам жесткого цен-,ра и опорного основания упругой мембраны, при этом диафрагма расположена зеркально по отношению к мембране, а толщина Hz ее жесткого центра выбрана из соотношения

Е2 П, ц; Н1 1

Е! hi qz (1-pz ) где Е2 — модуль упругости материала диафрагмы;

hz — толщина диафрагмы;

qi — плотность материала упругой мем5 браны;

H> — толщина жесткого центра упругой мембраны, Е1 — модуль упругости материала упругой мембраны;

10 h — толщина упругой мембраны:

qz — плотность материала диафрагмы;

p> — коэффициент Пуассона материала упругой мембраны; ир — коэффициент Пуассона материала

15 диафра мы.