专利名称:自动补偿静压的压力传感器的制作方法
技术领域:
本发明涉及一种传感器,特别涉及一种自动补偿静压的压力传感器。
对于大静压下微小压力的测量,目前有两种方法。其一,用高精度绝对压力传感器;其二,压电式接收器。前者受到测量精度与传感器所能达到的精度的限制,如用0.05级高精度的绝压传感器,测量0.5MPa的压力波动,测量结果的绝对误差为250Pa,再提高传感器的精度,在技术上是困难的。压电陶瓷式接收器,能平衡静压,但是它对压力阶跃的响应较差,见
图1。所测得的压力值有较大的误差。
为了解决大压力下测量的精度和误差的矛盾,中国专利申请8810 8847.1提出了在传感器将差压敏感元件(1)和静压敏感元件(2)彼此独立的方案。在这种包含有一个压力接收部分的差压传感器中,由高静压引起的补偿误差还是不可避免地存在串扰,另外这种传感器需要有两个引压口,实际使用不便。
本发明的目的是提供一种带有电磁阀的压力传感器,它可通过阀门的启闭自动补偿静压,使得大压力下静压与差压数据正确,互不串扰。
本发明的目的是这样实现的上隔板将传感器分成A、B两个腔体,在隔板上设置一个差压敏感元件和一个电磁阀,电磁阀芯为园柱体,当电磁阀开启时A、B两腔等压,差压敏感元件无输出,而设置在下隔板上的静压敏感元件有一信号输出P;当电磁阀关闭时,B腔压力下变,即静压P保持下变,而A腔的压力则通过无张力膜感受到外界压力的变化,差压敏感元件则能准确地跟踪被测压力变化输出△P信号如图4。本传感器对压力阶跃的响应灵敏如图3,响应时间<1MS,从而很好地解决了高灵敏与大静压之间的矛盾,本发明只有一个测压口。
本发明的差压敏感元件,静压敏感元件与电磁阀在电气上互不相关。阀门开启时,差压敏感元件无输出,阀门关闭时,差压敏感元件对极微小压力变化都很敏感,这一特点,在自动控制系统中可以用来对传感器实施自检。
本发明由于将传感器的壳体、差压敏感元件及其支架整体地放在大静压中,因此在很高的静压下,这些部分不存在宏观变形,使传感器承受极高的静压而不影响测量结果。
结合附图,可由下面的详细描述更清楚地理解本发明。
图1压电式接收器的阶跃曲线2一种常规的差压传感器结构的剖面3本发明的差压敏感元件的阶跃曲线4本发明的测量原理示意5本发明一实施例结构的垂直剖面6本发明其它实施例结构示意中1、差压敏感元件2、静压敏感元件3、上隔板4、网罩5、无张力膜6、电磁阀芯7、充气嘴8、电磁阀电磁铁9、壳体10、下隔板11、电磁阀在图5中上隔板(3)将传感器分成A腔B腔,差压传感器(1)设置在隔板(3)上,可同时感受到来自A、B腔的压力。由电磁阀电磁铁(8)带动设置在隔板上的电磁阀阀芯(6),阀芯为园柱体。当测试时,将电磁阀开启使A、B腔可等压,从充气嘴(7)向传感器壳体(9)内充气,充气压力略小于被测静压值,充气后封闭充气嘴(7),内部压力被保持,被测压力经网罩(4)由无张力膜(5)引入,补偿腔A的体积随被测压力而变化,此时A腔和B腔的压力始终跟随被测压力,若关上阀芯(6),此时B腔压力即为外界静压值,通过安装在下隔板(10)上的静压敏感元件(2)输出。如有某一信号压力迭加在静压上,则此压力信号通过安装在壳体(9)无张力膜(5)作用至差压敏感元件(1)上,使差压敏感元件有一个微小的电桥不平衡电压,此电压经放大器放大后使(8)输出。放大器安装在C腔内。
无张力膜5是一种对外力具有极小搞抗力的夹布橡胶薄膜,它具有很小的变形性能(<2Pa),却能承受0.8MPa内压。
在图6所示的另一个实施例中将电磁阀(11)安装在传感器壳体(9)外,这样可缩小传感器的体积。
权利要求
1.一种自动补偿静压的压力传感器,包括差压敏感元件,壳体,静压敏感元件,放大器等,其特征在于壳体上设置一电磁阀,外壳上端部设置一个无张力膜。
2.根据权利要求1所述的一种自动补偿静压的压力传感器,其特征是一种半球形夹布橡胶膜,无张力膜外侧设置一网罩。
3.根据权利要求1所述,自动补偿静压的压力传感器,其特征在于壳体中分隔A、B腔隔板为电磁阀座,阀芯为园柱体。
4.根据权利要求1所述的自动补偿静压的压力传感器,其特征在于静压敏感元件设置在分隔A、B腔的隔板上。
全文摘要
本发明给出了一种能自动补偿静压的压力传感器,主要用于测量大静压下的徽小压力变化。该压力传感器由无张力膜、敏感元件、电磁阀、不锈钢壳组成。测量时,借助于传感器中的无张力膜使传感器内部压力跟随外界压力,当电磁阀打开时,敏感元件两侧压差为零,当电磁阀关闭时,敏感元件能感受到相应于电磁阀关闭时的静压为参考值的徽小压力变化,灵敏度0.5MV/PA,线性度±0.4%F·S,长期稳定性为±1.0%·F·S/年。
文档编号G01L13/06GK1105756SQ94112019
公开日1995年7月26日 申请日期1994年1月18日 优先权日1994年1月18日
发明者朱秀章 申请人:船舶工业总公司第七研究院第710研究所测量控制技术研究室