Датчик давления

!

ii) 56I887

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ

Союз Соввтских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.10.74 (21) 2064561/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15,06.77. Бюллетень № 22 с (51) М. Кл. - С 01L 9/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 531.787.91 (088.8) Дата опубликования описания 08.07.77 (72) Авторы изобретения

В. Н. Смирнов, А. И. Шушлебин и Г. Г. Альтшулер

Ордена Ленина арктический и антарктический научно-исследовательский институт (71) Заявитель (54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к датчикам давления в различных твердых телах, например во льду.

Известны мембранные датчики давления, имеющие жесткий цилиндрический корпус, дно которого представляет собой упругую мембрану. Под воздействием давления в среде происходит прогиб мембраны, который измеряют тем или иным устройством.

Недостатком мембранных датчиков давления является то, что прогиб мембраны зависит не только от давления, но и от закона распределения этого давления по поверхности мембраны. Поэтому показания датчиков этого типа могут оказаться различными при одинаковых суммарных давлениях.

В грунтовых динамометрах, имеющих жесткий корпус и жесткую приемную плиту, приемная поверхность не деформируется, а перемещается. Это перемещение также преобразуется в электрический сигнал (1). Эти приборы обеспечивают возможность измерения давления только в одном направлении.

Кроме того, оба вида вышеуказанных приборов искажают поле напря>кений в среде.

Степень этого искажения, т. е. достоверность показаний приборов, определяется жесткостью, формой и размерами приборов.

Известны датчики давления, содержащие чувствительный элемент в виде упругого шара и расположенные в трех взаимно перпендикулярных направлениях параметрические преобразователи, например, тензорезисторы (2).

Эти датчики также не обеспечивают надежного и точного измерения давления внутри среды.

В предлагаемом датчике, с целью повышения чувствительности и надежности, шар выполнен пустотелым, а каждый из преобразователей жестко закреплен внутри шара в двух точках, расположенных диаметрально противоположно.

Гб На чертеже схематично показан описываемый датчик в разрезе.

Датчик состоит из чувствительного элемента 1, выполненного в виде упругого полого шара.

20 К внутренним стенкам шара 1 по его диаметрам в трех взаимно перпендикулярных направлениях прикрепляют соответственно три стержня 2. (На чертеже изображены два стержня, лежащие в плоскости чертежа).

25 Каждый из этих стержней выполнен из двух отрезков, суммарная длина которых меньше внутреннего диаметра шара 1. Поэтому при закреплении этих отрезков внутри шара 1 образуются зазоры, ширина которых зависит от г61887

Составитель Л. Никиточкина

Техред И. Карандашова

Редактор С. Хейфиц! корректор Л. Орлова

Заказ 1467/4 Изд, М 530 Тираж 1109 Подписное

1111ИИГ!И Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий!!3035, Москва, )K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 деформации стенок шара. В каждом из указанных зазоров расположен параметрический преобразователь 3, которые преобразуют деформашпо шара 1 в электрический сигнал.

Электрический сигнал с прсобразователей подается на регистрирующее устройство (на чертеже не показано).

Датчик давления предварительно калибруют в барокамере.

Давление в среде, например во льду, измеряют предложенным датчиком следующим образом.

Шар 1 вмораживают в лед. При давлении во льду возникают его деформации, которые вызывают деформацию упругого шара 1 и, следовательно, изменение ширины зазоров между частями стержней 2.

Изменение ширины зазоров преобразователя 3 преобразовывается в электрический сигнал и записывается на соответствующем регистраторе. По показаниям этих преобразователей по трем компонентам определяют вектор максимальных напряжений в точке установки датчика в среде.

Шар, заделанный в лед, практически не искажает поля напряжения, а также не создает точек концеитрации местных напряжений. Поэтому деформация шара 1 зависит только от давления во льду. Другими словами, любое положение шара 1 в пространстве исследуе5 мого льда всегда однозначно позволяет определить максимальное напряжение в заданной точке льда.

Формула изобретения

10 Датчик давления, содержащий чувствительный элемент в виде упругого шара и расположенные в трех взаимно перпендикулярных направлениях параметрические преобразователи, отличающийся тем, что, с целью

15 повышения чувствительности и надежности, шар выполнен пустотелым, а каждый из преобразователей жестко закреплен внутри шара в двух точках, расположенных диаметрально противоположно.

20 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гинзбург Н. В. «Натурные исследования крупных гидротехнических сооружений», изд.

«Энергия», 1964, с. 168 — 170.

25 2. Патент США № 3482443, кл. 73-151, 1959 (прототип) .