Датчик давления
Союз Советских
Социалистических
Республик эо
Юли ен ((()585416
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свид-ву 443.269 (22) Заявлено 05 04 78 (21 2344185/18-10 (Ц)Щ Ул2
З 01 (9/04 с присоединеииек заявкн % « (23) Приоритет
Гасударстааннвй «ам«тат
Сааата Мин«атрее СССР аа дедам изааретаний и еткрмтий (43) Опубликовано 25 12.77. БюллетеиьМ47 (53) УДК531.78?.91 (088.8) (45) Дата опубликования описания 29.12.77
С. В. Белоусов, Г. П. Ольховиков и Э. А. Самолетов (72) Авторы изобретения
Институт теоретической и прикладной механики Сибирского отделения
АН СССР (71) Заявитель (54) ДАТЧИК ДАВПЕНИЯ
15 где
1 Ф
Изобретение относится к KDHfpcgb)D-03M8» рительной технике, в частности к тензометрическим датчикам давления.
Из основного авт. св. % 443,269 извеотен датчик давления, содержащий круглую мемб- 5 рану переменной.толщины выполненную заодно с корпусом, и тензорезисторы, наклеенные на мембрану. Тензорезисторы испытывают раз ную познаку,относительную деформацию: +
Sy - на центральном участке мембраны i0 (а 4а 0,577Ц) и — Яг- на периферийном участке, Мембрана спрофилирована по следуюшей зависимости:
8E,„E где,тт. - текущее значение толщины мембраны; т — текущее значение радиуса мембра»- 20 ны;
R - радиус мембраны; модуль упругости материала мембраны:
P. - коэффициент Пуассона; 25 — радиальная (нормальная) относительная деформация мембраны, p — измеряемый перепад давления (максимальное значение).
Однако в такой мембране возникают значительные по величине тангенциальные деформации {напряжения) в геометрическом месте точек перехода + fr в - Яг (на радиусе
0,577К), которые сушественно снижа» ют точность измерения давления этим датчиком, Для повышения точности измерения. в предлагаемом датчике давления мембрана аа участке, г = 0,577P спрофилирована по жедтюшей зависимости:
r.
)т. - текущее значение толщины ь еьюрнньц т — текущее значение радиуса м.м ны;
Я. — радиус мембраны; модуль упругости материала i браны;
585416 относительная тангенциальная де е формацищ
P " коэффициент Пуассона; ф - измеряемый перепад давления, а теязооеэисторы ыа этом участке расположены тангенциально.
На фиг. 1 и 2 схематично изображена конструкция датчика, на фиг. 3 показана эпюра относительных радиальных 6 и тангенциальных 6 деформаций. l0
Датчик давления состоит из профилирован ной мембраны 1, выполненной заодно с корпусом, тенэорезисторов 2 и 3, наклеенных на мембрану, пробки 4 и уплотнительного кольца 5. 15
На периферийной частя мембраны Ч ъ»
О 577P} расположены радиальные ъзнэор зйсторы 2, а тангенциальные тензорезисторы
3 расположены иа центральной частимембраны 1 (+ 0,577/).
Под действием разности измеряемого и опорного давлений, подводимых с разных сто рон мембраны, последняя прогибаеТся. Благо даря выбранному закону построения профиля . мембраны 4. -« f (} на ее поверхности возникают одинаковые по абсолютной величине радиальные Я„на периферийной части и тангенциальные Я„на центральной части относительные деформации (см. эпюры на фиг. 3), Йеформация поверхности мембраны 1 вось принимается тенэорезисторами 2 и 3, включенными в плечи измерительного моста. Тен.сзорезисторы при этом меняютсвое алектричео55 кое сопротивление и на выходе моста регистрируется величина электрического сигнала.
Изменение величины этого сигнала пропорця онально изменению измеряемого перепада давлений.
Таким образом, благодаря наличию на црофилированной мембране равнодеформированных участков, упрощается выбор места наклейки тензорезисторов, максимально используется длина тензорезисторов, исключаются местные перенапряжения в мембране и повышается точность измерения. формула изобретении
Датчик давления по авт, св, М 443.269, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, мембрана на участке т 0,577@ спрофилирована по зависимостии: где П, — текущее значение толщины мембраНЫ;
1 - текущее значение радиуса мембраНЫ;
Я, - радиус мембраны:
Я - относительная тангенциальная де1 формация, Е - модуль упругости материала меь . браны;
Р— коэффициент Пуассона; измеряемый перепад давления, а тензореэисторы располджены тангенциально..
5Я5416 фиг.1 кс фиг З
Составитель И. Коновалов
Техред Н. Бабурка Корректор А. Власенко
Редактор Т. Шагова
Заказ 5040/35 Тираж 1101 П одписное
11НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r, Ужгород> ул. Проектная, 4
