Вимірювач тиску для середовищ з нестаціонарними температурами

Вимірювач тиску для середовищ з нестаціонарними температурами, що містить корпус, круг 3 зистори 5, які розташовані на внутрішній площині мембрани 1 з радіусом R, на відстані R r 3 осесеметрично від її центра. При вимірюванні тиску середовища з нестаціонарною температурою термокомпесуючі тензорезистори 5 вимірюють радіальну деформацію мембрани 1, що спричинена термодеформацією корпуса 4 і, далі, відповідно до цієї деформації здійснюється коригування вихідного сигналу вимірювача. Відомо, що контролюючи температуру на внутрішній і зовнішній площинах мембрани 1 за допомогою термочутливих елементів 3 можна розрахувати додаткову термодеформацію мембрани 1, яка спричинена не стаціонарністю температурного поля в ній і, далі, здійснити корекцію вихідного сигналу вимірювача. Відомо також, що зазвичай корпус 4 є набагато масивніший ніж мембрана, а тому його радіальна термодеформація може бути нікчемно меншою ніж можлива термодеформація мембрани 1. Внаслідок цього мембрана зазнає значних термонапружень, які є причиною суттєвої додаткової складової температурної похибки. З метою зменшення цієї складової, корпус 4 в зоні закріплення мембрани 1 виконують у вигляді гіперболоїда обертання. Таке виконання корпуса 4 дозволяє зменшити термонапруження мембрани 1, шляхом надання їй можливості термодеформації через збільшення радіальної термодеформації корпуса 4 у зоні закріплення мембрани 1. Однак, саме цю деформацію мембрани 1 відчувають тензорезистори 2, що виливається у додаткову складову температурної похибки. Тому, для усунення цієї складової, на внутрішній площині мембрани 1, R на відстані r - осесеметрично від її центра, 3 розташовують два радіальні термокомпенсуючі тензорезистори 5. При вимірюванні тиску середовища з нестаціонарною температурою термокомпенсуючі тензорезистори 5 вимірюють радіальну деформацію мембрани 1, що спричинена термодеформацією корпуса 4 і, далі, відповідно до цієї деформації 93157 4 здійснюється коригування вихідного сигналу вимірювача. Відомо, що при вимірюванні тиску р радіальна відносна деформація прогину на внутрішній площині мембрани 1 описується залежністю 31 2 pR2 3 r R 2 1 (1) 8Eh2 де - коефіцієнт Пуассона, h - товщина мембрани 1, Е - модуль пружності. З залежності (1) легко бачити, що у точці мемR брани 1 з координатою r . 3 r r 31 2 pR2 3 R/ 3 R 2 1 0 8Eh2 Тому, розташовані у цій точці мембрани 1 термокомпенсуючі тензорезистори 5 не відчуватимуть деформації прогину, а лиш деформацію розтягу-стиску, що спричинена дією температури. Отже, якщо при вимірюванні тиску середовища з нестаціонарною температурою T(t), від її впливу корпус 4 вимірювача у зоні закріплення мембрани 1 зазнає відносної радіальної термодеr r формації k t , то термокомпенсуючі тензорезисr тори 5 перетворять її у електричний сигнал k (2) U t r t [мВ] де - коефіцієнт механо-електричного перетворення термокомпенсуючих тензорезисторів 5. Тому, якщо вихідний сигнал вимірювача відкоригувати (вичленити) на сигнал (2), що появився внаслідок дії нестаціонарної температури вимірювального середовища, то таким чином вдасться підвищити точність вимірювання. Пропонований вимірювач дозволяє підвищити точність вимірювання тиску в умовах як статичних так і нестаціонарних температур і, таким чином, розширити область його застосування. 5 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 93157 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601