Тензорезисторный датчик давления

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения с высокой точностью давления и чувствительности, что достигается тем, что упругий элемент 3 выполнен в виде стакана, а в его дне 1 выполнено глухое отверстие При этом тензорезисторы 4,5 размещаются на внутренней цилиндрической поверхности глухого отверстия и на наружной цилиндрической поверхности упругого элемента. Измеряемое давление обуславливает осевые усилия разных знаков на поверхностях, на которых закреплены тензорезисторы, что позволяет реализовать измерительную схему с четырьмя активными тензорезисторами и добиться высокой чувствительности . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)ю G 01 L 9/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О

C (21) 4833818/10 (22) 01.06.90 (46) 07.06.92. Бюл. № 21 (71) Одесский политехнический институт (72) В.Ф. Семенюк, В.Е. Морозовский, А.Ю.

Хусаинов, А.И. Кравченко и Л,П. Павликова (53) 531.787 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1254326, кл. G 01 1 9/06, 1986.

Заявка Японии № 48 — 2625, кл. G 01 1 13/02, 1973. (54) ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫЙ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для

„„SU „„1739223А1 измерения с высокой точностью давления и чувствительности, что достигается тем, что упругий элемент 3 выполнен в виде стакана, а в его.дне 1 выполнено глухое отверстие.

При этом тензорезисторы 4, 5 размещаются на внутренней цилиндрической поверхности глухого отверстия и на наружной цилин.дрической поверхности упругого элемента.

Измеряемое давление обуславливает осевые усилия разных знаков на поверхностях, на которых закреплены тензорезисторы, что позволяет реализовать. измерительную схему с четырьмя активными тензорезисторами и добиться высокой чувствительности, 1 ил, 1739223

30

40

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения с высокой точностью давлений.

Известен тензорезисторный датчик давления, содержащий корпус, силопереобразующие элементы, соединенные между собой в четырехплечий мост, в котором между силопреобразующими элементами установлено кольцо с выступами rio окружности, взаимодействующее с выступом, выполненным на внутренней поверхности корпуса, при этом силовоспринимающий элемент выполнен в виде разрезного стакана с выступающими торцами, охватывающими силопередающие элементы, снабженного на внутренней поверхности сгонной муфтой, а верхний торец стакана взаимодействует с корпусом через упругий шарнир, К недостаткам датчика следует отнести низкий сигнал, обусловленный контактной деформацией тензорезисторов, высокий гистерезис и низкую надежность, обусловленную многодетальностью силопередающих цепей.

Известен измеритель разности давлений, у которого упругий элемент выполнен в виде полого цилиндра с несквозным отверстием, а элементы для восприятия давления крепятся к внешней стенке — один к участку с отверстием, а другой к участку, где нет отверстия, а сам упругий элемент крепится на наружной резьбе в корпусе датчика, B известной конструкции между тензорезисторами и упругим элементом нет промежуточных звеньев, что является несомненным преимуществом. Однако ввиду того, что тензорезисторы располагаются на одной поверхности упругого элемента, невозможно реализовать мостовую схему с одинаковыми по величине и по попарно разными по знаку деформациями четырех активных тензорезисторов, что снижает чувствительность датчика.

Цель изобретения — повышение чувствительности, Поставленная цель достигается тем, что в упругом элементе, выполненном в виде цилиндрического стакана, в его дне с внешней стороны выполнено глухое отверстие по оси стакана, а с внутренней стороны концентрично ему — кольцевая проточка, при этом одна пара тензорезисторов закреплена на внешней боковой поверхности стакана, а другая — на боковой цилиндрической поверхности глухого отверстия.

На чертеже представлена конструкция датчика.

Упругий элемент датчика включает дно

1, соединенное с наружной боковой поверхностью стакана 2 цилиндрической оболочкой, со срединным диаметром б, Боковая поверхность стакана 2 выполнена за одно целое с подводящим штуцером 3, Цилиндрическая оболочка со средним диаметром

d ), соединяющая дно с боковой поверхностью стакана, а также сама боковая поверхность стакана со срединным диаметром б образованы глухим отверстием, выполненным в дне стакана по его оси, à с внутренней стороны — кольцевой проточкой. Тензорезисторы 4 размещены на боковой цилиндрической поверхности глухого отверстия, а тензорезисторы 5 размещены на внешней боковой поверхности стакана 2. От внешней среды рабочая зона тензорезисторов изолируется корпусом датчика 6 и герметизируется мембраной 7, закрепляемой на корпусах упругого элемента и датчика кольцами 8 и 9, Датчик работает следующим образом, Будучи ввинченным в стенку емкости с избыточным давлением или вакуумом, корпус упругого элемента жестко связывается с емкостью, Измеряемое давление обуславливает осевые усилия разных знаков на цилиндрических оболочках диаметров di и dg, а следовательно, и деформации разных знаков под тензорезисторами 4 и 5, что позволяет реализовать мостовую схему с четырьмя активными тензорезисторами и добиться высокого сигнала датчика.

Техническим преимуществом предлагаемого датчика по сравнению с известным является высокая чувствительность.

Формула изобретения

Тензорезисторный датчик давления, содержащий упругий чувствительный элемент, который выполнен в виде цилиндрического стакана, и две пары тензорезисторов, одна пара которых закреплена на внешней боковой поверхности стакана, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения чувствительности, в нем в дне стакана с внешней стороны по оси стакана выполнено глухое отверстие, а с внутренней стороны концентрично ему — кольцевая проточка, при этом другая пара тензорезисторов закреплена на боковой цилиндрической поверхности глухсго отверстия.