датчик давления
Классы МПК: | G01L9/04 резисторных тензометров |
Автор(ы): | Белоусов С.В., Голод В.В. |
Патентообладатель(и): | Институт теоретической и прикладной механики СО РАН |
Приоритеты: |
подача заявки:
1982-08-10 публикация патента:
27.03.1995 |
Использование: изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения давления газовых и жидких сред, например, в системах контроля газовых и нефтяных трубопроводов. Сущность изобретения: максимальное повышение чувствительности датчика достигается тем, что активные тензорезисторы 3 наклеены на цилиндрической поверхности упругого элемента 1 под углом 63° 26" к образующей цилиндра и размещены относительно друг друга произвольно. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, содержащий упругий элемент в виде полого тонкостенного цилиндра, выполненного заодно с присоединительным штуцером, и активные и компенсационные тензорезисторы, наклеенные на наружной поверхности цилиндра, отличающийся тем, что в нем активные тензорезисторы расположены под углом 63o26"К образующей цилиндра, при этом относительно друг друга ориентированы произвольно.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения давления газовых и жидких сред, например, в системах контроля газовых и нефтяных трубопроводов. Известен тензорезисторный датчик давления, содержащий упругий элемент в виде тонкостенного полого цилиндра с активными тензорезисторами, наклеенными вдоль образующей цилиндра, и со сферическим основанием чувствительного элемента [1]. Недостатком этого датчика является невысокая чувствительность. Наиболее близким техническим решением к предложенному является датчик давления, содержащий упругий элемент в виде цилиндра с наклеенными на наружной поверхности вдоль образующих цилиндра тензорезисторами [2]. В датчиках данного типа не реализуется возможность максимального повышения чувствительности из-за нерационального расположения тензорезисторов, как активных, так и компенсационных. Задачей предлагаемого технического решения является максимальное повышение чувствительности датчика. Поставленная задача достигается тем, что активные тензорезисторы наклеены на цилиндрической поверхности упругого элемента под углом 62о26" к образующей цилиндра и размещены относительно друг друга произвольно. На чертеже представлена конструкция датчика. Датчик содержит упругий элемент 1 в виде полого тонкостенного цилиндра, выполненного заодно с присоединительным резьбовым штуцером 2. На наружной цилиндрической поверхности полой части упругого элемента 1 наклеены, например, два активных тензорезистора 3 под углом 63о26" к образующей цилиндра, при этом между собой тензорезисторы расположены произвольно. На сплошной донной части упругого элемента 1 наклеены компенсационные тензорезисторы 4 произвольной ориентации. Тензорезисторы 3 и 4 электрически соединены в измерительный мост. Датчик защищен кожухом 5 с электрическим разъемом 6. Датчик работает следующим образом. Давление среды Р подается в полость упругого элемента 1, и под его воздействием на поверхности цилиндра возникает напряженное состояние. Возникает осевое о (вдоль образующей) и окружное t (поперек образующей) напряжения. Для тонкостенного цилиндра справедливо выражение:o = ; t = где D - наружный диаметр цилиндра,
- толщина стенки,
Р - давление среды. Векторная сумма напряжений на поверхности цилиндра (эквивалентное напряжение)
экв = = а направление вектора эквивалентного напряжения к вектору осевого напряжения (образующей цилиндра) будет равно
=arctg = arctg2=6326
Таким образом, тензорезисторы, наклеенные под расчетным углом к образующей цилиндра, будут испытывать напряжение в раз больше, чем тензорезисторы, наклеенные вдоль образующей, как это выполнено в прототипе. Иными словами, при прочих равных условиях чувствительность датчика давления повышается в раз по сравнению с известными.
Класс G01L9/04 резисторных тензометров