датчик давления
Классы МПК: | G01L7/08 с гибкой диафрагмой G01L9/04 резисторных тензометров |
Автор(ы): | Голод В.В., Белоусов С.В. |
Патентообладатель(и): | Институт теоретической и прикладной механики СО РАН |
Приоритеты: |
подача заявки:
1997-05-06 публикация патента:
10.07.1998 |
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к тензометрическим датчикам давления. Поставленная задача - упрощение технологии изготовления криволинейного профиля мембраны и оптимизация распределения напряжений на ее поверхности, выполняется следующим образом. Профиль сечения мембраны образуют дугой окружности на центральном участке, ограниченном радиусом r <0,627 R, и отрезком прямой на периферийном участке, причем радиус дуги окружности и угол наклона прямой выбирают так, чтобы переменная толщина мембраны удовлетворяла оптимально условию выбранной формулы. Изобретение позволяет упростить изготовление мембраны датчика давления. 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
Датчик давления, содержащий круглую мембрану переменной толщины, выполненную заодно с корпусом, и тензорезисторы, наклеенные вдоль радиусов на плоскую поверхность мембраны, отличающийся тем, что профиль сечения мембраны образован дугой окружности на центральном участке, ограниченном радиусом r < 0,627 R, и отрезком прямой на периферийном участке, причем радиус дуги окружности и угол наклона прямой выбирают так, чтобы переменная толщина мембраны удовлетворяла оптимально условию формулы![датчик давления, патент № 2115101](/images/patents/356/2115101/2115101-4t.gif)
где h - текущее значение толщины мембраны;
p - давление, действующее на мембрану;
![датчик давления, патент № 2115101](/images/patents/356/2115101/2115101-5t.gif)
R - радиус мембраны;
r - текущее значение радиуса;
![датчик давления, патент № 2115101](/images/patents/356/2115091/956.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к тензометрическим датчикам давления. За прототип выбран датчик давления, содержащий круглую мембрану переменной толщины, выполненную заодно с корпусом, и тензорезисторы, наклеенные вдоль радиусов на мембрану. Тензорезисторы испытывают разную по знаку деформацию растяжения на центральном участке мембраны и сжатие на периферийном участке. Мембрана спрофилирована по определенной зависимости, выраженной математической формулой. Геометрическое место точек перехода растянутого участка мембраны в сжатый определено окружностью радиусом r0 = 0,577 R. В прототипе приведенная зависимость не достаточно точно отражает закон распределения напряжений растяжения-сжатия на поверхности мембраны. Кроме того, изготовление мембраны с двоякой кривизной профиля представляет известные технологические трудности. Задачей изобретения является упрощение технологии изготовления криволинейного профиля мембраны и оптимизации распределения напряжений на ее поверхности. Поставленная задача выполняется следующим образом. Профиль сечения мембраны образуют дугой окружности на центральном участке, ограниченном радиусом r < 0,627 R, и отрезком прямой на периферийном участке, причем радиус дуги окружности и угол наклона прямой выбирают так, чтобы переменная толщина мембраны удовлетворяла оптимально условию формулы![датчик давления, патент № 2115101](/images/patents/356/2115101/2115101-2t.gif)
где h - текущее значение толщины мембраны;
P - давление, действующее на мембрану;
![датчик давления, патент № 2115101](/images/patents/356/2115101/2115101-3t.gif)
R - радиус мембраны;
r - текущее значение радиуса;
![датчик давления, патент № 2115101](/images/patents/356/2115091/956.gif)
Класс G01L7/08 с гибкой диафрагмой
Класс G01L9/04 резисторных тензометров