膜盒式量程扩展器制造技术

使得传感器指示的压力按比例缩小，从而使其量程得以扩展。适当选配不同材质、形状、直径的波纹管可以用最佳量程范围的标准扩散硅力敏传感器作高压范围的传感器使用。（*该技术在2001年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种力敏传感器的量程扩展装置，属于扩散硅力敏传感器的配套应用设备。近年来，使用扩散硅力敏元件作为测量各种力的传感器的敏感元件的测量仪表产品越来越多了，这是因为扩散硅力敏元件的性能稳定、灵敏度高和测试准确，用它制成的传感器信噪比高、线性度好的缘故。用扩散硅力敏元件制成的机电一体化压力传感器大有在今后取代传统的压力测量仪表的趋势。但是，由于扩散硅力敏元件的加工工艺和结构制造方面的原因，目前已经批量定型生产的力敏器件其量程范围只能在0.01～0.2兆帕(MPa)的中、低压范围之间，对于较高或更大量程的压力测量，尚无法使用这种压力传感器进行测试。本技术的目的是提供一种扩散硅力敏传感器的量程扩展器，以便把目前应用较广的上述中、低压量程压力传感器的测量范围扩展到可以量测高压(1～100兆帕MPa)。本技术是这样实现的在一个园柱形基体1的周壁围成的凹形空腔里放置有两个内外包容和密封的膜盒3和4，其中置于其内的膜盒3中充满传压介质，该介质通过膜盒3一侧的管孔3A和基体1侧壁上的管接头5与测点相连通，置于外侧的膜盒4中也充满传压介质，并通过该膜盒的管孔4A与装在基体上另一侧的传感器6里的传压介质相连通，基体的凹腔上端有盖板2作为其隔离体。本技术可以有效地扩展现有中低压力敏传感器的量程范围，只要适当选配不同材质和不同直径、高度的膜盒组成本技术结构型式的扩展器就可以实现之。而膜盒是目前惯用的测压仪表元件，尤在航天航空工业系统中应用更广。波纹形的膜片已由专门设备加工制成，可从市场上购置到现成的波纹形膜片焊接制成膜盒，可省却加工成形的工艺过程，有利于降低成本。其受力特性也比较好，基本上呈线性变化。总之，利用本技术结构制成的量程扩展器能保持原有扩散硅力敏传感器输出线性度好的优点，有利于这种新型力敏传感器应用范围的拓宽和机电一体化技术改造进程的加速实现。以下结合附图，具体介绍本技术。附图说明图1是本技术的结构原理图和其与力敏传感器的联接位置示意图。参见图1，园柱形基体1的周壁围成一个凹形空腔，空腔里有两个内外包容和密封的膜盒3和膜盒4，其中置于其内的膜盒3中充满传压介质硅油，该介质又通过该膜盒一侧的管孔3A和基体1侧壁上的管头5与测点相连通。管接头5是拧入基体1凹孔底侧壁上的螺孔而与基体联成一体。置于外侧的膜盒4中也充满传压介质硅油，硅油在这里不仅起传递压力的不可压缩的液体作用，而且还起内外腔的隔绝作用。外腔的硅油通过该膜盒的管孔4A与装在基体上另一侧的传感器6里的传压介质硅油相连通，基体1的凹腔上端有盖板2作为其隔离体。图中的膜盒是用波纹形的膜片焊接而成的。图1还表明了本技术与压力传感器的联接方法。图中用实线绘制的就是本技术量程扩展器，而用虚线绘制的就是与本技术联成一体使用的传感器6，它是通过基体1的凹孔上端外侧壁上的外螺纹与其联接的。本技术的工作原理是被测点的压力经由传压介质通过管孔3A传至本专利技术的内膜盒3的腔体里，腔内的介质受压就迫使膜盒3的波纹形膜片伸长，从而使其体积增大量△V内与内膜盒的波纹膜片的直径D内、材质H内和测点的压力P测都呈正比例关系。由于内膜盒被包容在外膜盒之内，所以内膜盒受压使其体积增大△V内也会由于在外膜盒里也同样充满的传压介质硅油的传递而使得外膜盒4的体积也同样增加△V，也就是使得外膜盒的波纹形膜片随之伸长来达到体积的增加。其体积的增大量△V外也与外膜盒波纹膜片的直径D外，材质H外和传感器的压力P传呈正比关系，而且△V内＝△V外，如果内外膜盒都用同一材质的波纹膜片制造的话，则有P传＝ (内波纹膜片直径D内)/(外波纹膜片直径D外) ×P测关系式存在。因为外波纹形膜片的直径比内波纹形膜片的直径大许多，就使得传感器所量测到的压力要比实际测点的压力也按上述比例关系被缩小了，也就是扩展了传感器的量程范围。只要适当选择不同直径、不同形状和不同材质的内膜盒波纹形膜片及外膜盒波纹形膜片，就可以确定传感器量程的扩展倍数。除了按照上述关系式进行推算扩展倍数外，还需在实测中进行若干次基准测试来修正其扩展倍数的参数。总之，只要进行适当的比例调配和选择，就可以使用最佳量程范围的标准扩散硅力敏传感器来测量高压范围的压力、压强、应力等参数。权利要求1.一种可以扩大扩散硅力敏压力传感器量程范围的膜盒式量程扩展器，其特征是在一个园柱形基体1的周壁围成的凹形空腔里放置有两个内外包容和密封的膜盒3和4，其中置于其内的膜盒3中充传压介质，该介质通过膜盒一侧的管孔3A和基体1侧壁上的管接头5与测点相连通，置于外侧的膜盒4中也充满传压介质，并通过该膜盒的管孔4A与装在基体上另一侧的传感器6里的传压介质相连通，基体1的凹腔上端有盖板2作为其隔离体。2.如权利要求1所述的膜盒式量程扩展器，其特征是膜盒是由波纹形的膜片式结构焊接而成的。3.如权利要求1所述的膜盒式量程扩展器，其特征是基体1的凹孔底的侧壁上有用以拧接管接头5的螺孔。4.如权利要求1所述的膜盒式量程扩展器，其特征是基体1的凹孔上端外侧壁上有用以拧接传感器的外螺纹。5.如权利要求1所述的膜盒式量程扩展器，其特征是两膜盒中充满的传压介质是硅油。专利摘要一种扩散硅力敏传感器的量程扩展器，是用两个内外包容和封闭的波纹形膜片制成的膜盒内都充满传压介质硅油，并使其内膜盒与测点相连通，外膜盒与传感器中的硅油相连通。由于测点的压力而引起内膜盒体积增大，使得外膜盒体积也随之增大，因两者直径和材质的不同使得传感器指示的压力按比例缩小，从而使其量程得以扩展。适当选配不同材质、形状、直径的波纹管可以用最佳量程范围的标准扩散硅力敏传感器作高压范围的传感器使用。文档编号G01L19/00GK2090979SQ91200669公开日1991年12月18日 申请日期1991年1月17日 优先权日1991年1月17日专利技术者石行, 尤装 申请人:北京市西城区新开通用试验厂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可以扩大扩散硅力敏压力传感器量程范围的膜盒式量程扩展器，其特征是在一个园柱形基体１的周壁围成的凹形空腔里放置有两个内外包容和密封的膜盒３和４，其中置于其内的膜盒３中充传压介质，该介质通过膜盒一侧的管孔３Ａ和基体１侧壁上的管接头５与测点相连通，置于外侧的膜盒４中也充满传压介质，并通过该膜盒的管孔４Ａ与装在基体上另一侧的传感器６里的传压介质相连通，基体１的凹腔上端有盖板２作为其隔离体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：石行，尤装，
申请(专利权)人：北京市西城区新开通用试验厂，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]