Тензометрические датчики давления.
Основные схемы чувствительных элементов тензорезисторных преобразователей давления:
а) |
б) |
в) |
г) |
Рисунок 42 – Конструкции тензорезисторных преобразователей для измерения давлений |
|
В качестве чувствительных элементов применяют мембраны, жестко заделанные по периметру (рисунок 42, а).
Тензорезисторы наклеивают на мембрану или промежуточный преобразователь (рисунок 42, б), позволяющий измерить величину прогиба чувствительного элемента – мембраны в ее центре.
Для измерения высоких давлений (выше 5 – 10 МПа) находят применение цилиндрические чувствительные элементы. Преобразователь давления с этими элементами выполняют в виде штуцера-заглушки (рисунок 42, в). Активный тензорезистор размещают на наружной поверхности цилиндра перпендикулярно образующим. Место наклейки соответствует центру полой части цилиндра.
Для измерения статических и медленно изменяющихся давлений (несколько герц) может быть использован преобразователь в виде трубки Бурдона от любого технического манометра (рисунок 42, г) с наклеенными на него тензорезисторами или в виде такой же трубки с промежуточным преобразователем перемещения, укрепленным на концах.
На рисунке 43 показаны конструкции тензорезисторных преобразователей для измерения давлений в диапазоне 0-1 МПа.
Чувствительным элементом преобразователя, показанного на рисунке 43, а, является мембрана. Тензорезистор 1 температурной компенсации наклеен на нажимную гайку. Для исключения коробления мембраны в преобразователе при сборке и работе мембране с помощью кольца сообщается предварительный натяг по контуру.
На рисунке 43, б и в показаны конструкции тензорезисторных преобразователей давления, в которых мембрана преобразует измеряемое давление в перемещение и передает его промежуточному преобразователю перемещения, на котором наклеены тензорезисторы.
|
|
|
|
1 – компенсационные тензорезисторы; 2 – активные тензорезисторы
Рисунок 43 – Конструкции тензорезисторных преобразователей для измерения относительно низких давлений: а – с натянутой плоской мембраной; б – с гофрированной мембраной и консольным чувствительным элементом; в – с гофрированной мембраной и кольцевым чувствительным элементом |
|
На рисунке 44 показаны конструкции преобразователей для измерения давления выше 1 МПа.
Преобразователь, показанный на рисунке 44, а, имеет чувствительный элемент в виде стакана, на дно которого наклеен активный тензорезистор. Расширение диапазона измерений достигается снятием галтелей по контуру, что снижает в этих местах концентрацию напряжений.
Преобразователь, показанный на рисунке 44, б, имеет чувствительный элемент в виде цилиндра, в средней части цилиндра наклеен активный тензорезистор, а в верхней, массивной части – тензорезисторы температурной компенсации.
|
1 – активные тензорезисторы; 2 – компенсационные тензорезисторы
Рисунок 44 – Конструкции тензорезисторных преобразователей для измерения относительно высоких давлений а – с плоской мембраной в качестве чувствительного элемента; б – с цилиндрическим чувствительным элементом |
