ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ

ДАТЧЖ ДАВЛЕНИЯ
Полезная модель относится к технике измерения давления в жидких средах и может быть использована при измерении высоких гидростатических давлений, как кратковременных, так и непрерывно изменяющихся во времени. Может найти применение в приборостроении.
Известен датчик давления, содержащий чувствительный элемент, выполненный в виде плоской спирали из манганинового провода, армированный слоем полимеризующейся пластмассы, имеющем форму цилиедра (а.с. N 402770 кл. МКИ GOIL9/04). Однако, в известном датчике давление на манганиновый провод Передается через слой полимеризующейся пластмассы, в связи с чем результаты измерений зависят от деформационных свойств слоя пластмассы.
Наиболее близким аналогом по технической сущности к предлагаемому является датчик, описанный в книге К.Врэдли Применение техники высоких давлений при исследовании твердого тела. - Из-во Мир, 1972 г. С.61-62. Датчик содержит герметичный полый корпус и внутри него безиндуктивно навитую катушку из тонкой манганиновой проволоки, покрытой шелковой изоляцией. Во время работы датчика полость корпуса заполняется рабочей жидкостью, при этом манганиновый провод непосредственно контактирует с ней. Изменение давления жидкости влечет за собой изменение электрического сопротивления провода.
Недостатком известного датчика является то, что безиадуктивная навивка технологически сложна и, кроме этого проявляется нелине Йность показаний во-первых, за счет взаимного механического влияния витков провода и во-вторых, за счет того, что при плотной намотке затруднено проникновение жидкости во внутреннюю часть катушки и, вследствие этого, давление неравномерно распределяется по поверхности провода.
Техническая задача, решаемая в предлагаемой полезной модели, заключается в упрощении конструкции чувствительного элемента и повышении линейности показаний.
Поставленная задача решается тем, что чувствительный элемент датчика давления, содержащий герметичный полый корпус с выведенными наружу концами константанового провода, выполнен в виде произвольно уложенного пористого путаниого клубка этого провода.
Таким образом, признаком, отличающим предлагаемое устройство от прототипа, является чувствительный элемент, выполненный в виде пористой конструкции, представляющей собой константановый провод в шелковой изоляции, произвольно уложенный в виде пористого клубка. Авторам неизвестны технические решения того же назначения, которые содержат указанный признак. Предлагаемая конструкция чрезвычайно проста в изготовлении: отрезок константанового провода определенной длины (длина должна быть такой, чтобы выполнялось условие равновесия измерительного моста, в одно из плеч которого включается чувствительный элемент) произвольно укладывается, например, вручную, принимая вид пористого путаного клубка. При работе датчику-под давлением исследуемая жидкость может беспрепятственно достигать любого элементарного
участка поверхности провода как снаружи клубка, так и внутри него. Механическое влияние витков провода друг на друга исключается. В результате, при измерении давлений свьше 500 Ша, не наблюдается нелинейность, а значит, повьшается точность измерений.
На фиг .1 изображен датчик давления, общий вид; на фиг.2 градуировочная зависимость выходного напряжения измерительной схемы от давления.
Датчик содержит корпус I с крьшкой Е, имеющей с корпусом I резьбовое соединение. Крьшка 2 имеет сквозное осевое отверстие. Мелсду корпусом и крышкой находится уплотнение 3. В отверстие крышки 2 помещается заглушка 4, имеющая с ней резьбовое соединение, а между ними находится уплотнение 5. Вн5три корпуса расположен чувствительный элемент 6, концы которого через уплотнительное устройство 7 выведены наружу. В нижней части корпуса I имеется резьбовой штуцер 8.
Датчик работает следующим образом. При помощи штуцера 8 датчик закрепляется на сосуде, в который поступает рабочая жи,цкость. Полость корпуса I заполняется этой жидкостью до появления ее в отверстии крышки 2. Сначала производят градуировку датчика давления. Для этого вместо заглушки 4 в отверстие крышки 2 вворачивают образцовый манометр с необходимым диапазоном измерений, а концы чувствительного элемента 6 подключают к измерителъному мосту. В качестве компенсационных сопротивлений 9 измерительного моста можно использовать фольговые тензорезисторы, которые с целью термокомпенсации наклеиваются на металлическую пластину. Сопротивление всех плеч моста выбирают в пределах IOO-2QO Ом. Выводы измерительного моста подключают к тензоусилителю. Для градуировки датчика равными .ступенями повьшают давление рабочей жидкости и одновременно снимают показания с манометра и тензоусилителя. После окончания градуировки давление
снижают до нуля, убирают манометр и на его место ставят заглушку 4.
При проведении опытов в ИГД СО РАН был изготовлен датчик с чувствительным элементом из отрезка константановой проволоки, покрытый шелковой изоляцией длиной 7 м, диаметром 0,15 мм сопротивлением Я 200 Ом. Отрезок провода обжимали вручную до предания ему формы клубка. Полученный клубок, диаметром приблизительно равным 20 мм имел вес I,3 г и коэффициент пористости П 0,97. Чувствительный элемент б помещали внутрь корпуса I,
а концы выводили наружу через уплотнительное устройство 7 и
подключали к измерительному мосту. В качестве компесационных
сопротивлений 9, включенных в плечи моста, применяли стандартные тензорезисторы типа ЕшКПА.
На фиг.2 приведена градуировочная зависимость напряжения на выходе измерительной схемы от приложенного давления. Из графика ввдно, что эта зависимость линейна для давления свыше 500 Mlla.