CN87213201U - 远传数字显示压力表 - Google Patents

Abstract

一种用于检测管道或容器中流体压力的远传数字显示压力表，其特征是在弹簧管压力传感器内装有一个由弹簧管带动，贴有应变片的弹性体。在弹性体上、下表面上各贴有对称的两片金属应变片，从而克服了已有技术中难以找到正负应变值大小相等位置的缺点。本实用新型具有结构简单、成本低、输出信号大、工作可靠、使用寿命长、示值不受被测流体压力波动的影响，对工作环境无特殊要求等优点。

Description

本实用新型涉及检测管道或容器中流体压力的一种远传数字显示压力表。

目前检测管道或容器中流体压力应用较广的弹簧管压力表，由指针指示被测压力值，但它只能本机指示，不能远传压力信号。为了满足生产过程自动控制的需要，人们对弹簧管压力表进行了改进，如差动变压器式弹簧管远传压力表，可实现压力信号的远传，但结构复杂，造价高，而且对仪表安装位置有严格要求；又如滑线电阻式远传压力表，工作可靠性差，使用寿命低，而且引入附加摩擦阻力，降低了仪表的精度；扩散硅片式压力变送器、膜片式压力远传变送器，除结构复杂，其成本也高；西德专利DE294361也介绍了一种远传压力表，将应变片直接贴在弹簧管上，但这种结构，难以找到正负应变值大小相等的位置，桥路电阻也就难以对称变化；中国专利CN85203516U文件中介绍一种远程压力表，也是将应变片贴在压力表弹簧管上，采用价格较贵的硅应变片，显然这种结构，除成本高外，技术难以控制。

本实用新型的目的是为克服上述已有技术存在的缺点与不足，充分利用廉价弹簧管压力表的优点，采用通用的康铜应变片，接成惠斯登全桥与放大器、数字面板表组成可本机显示或远传数字显示压力表，它具有结构简单，示值不受流体压力波动影响，制作方便，输出信号大、灵敏度高、工作可靠寿命长、对工作环境无特殊要求，成本低等优点。

本实用新型的技术特点是在压力传感器内装有一个由弹簧管带动、贴有应变片的弹性体；压力信号放大器电路中输入端有一个由电感和电容组成的滤波级差分输入单端输出四运放集成放大器，采用1／4运放接成射极跟随方式调正零点电路与数字面板表组成本机或远传数字显示压力表。

在弹性体上、下两表面上各贴有对称的两个金属应变片，一端用螺钉固定在弹簧管座上的基件上，另一端用销轴与弹簧管自由端联接，应变片通过接线端子联成具有温度自补偿作用的对称的全桥。

本实用新型可测量管道或容器中流体压力，可单独使用弹簧管压力传感器将检测出的压力信号远传，也可将弹簧管压力传感器与放大器，数字面板表组成本机显示的数字压力表或远传数字显示压力表，并可为自动控制系统提供压力信号，还可将两个弹簧管压力传感器与孔板配合用于检测压差，与二次仪表配合，用于检测流体流量，代替传统的差压变送器，成本可降低50％以上，而且用导线取代将流体引入控制室的导流管，简化管路布置。

下面结合附图，对本实用新型技术进行详细描述：

图1    本实用新型弹簧管压力传感器结构示意图

图2    是图1的A向视图

图3    弹簧管压力传感器应变片桥路图

图4    远传数字显示压力表系统图

图5    放大器线路图

图6    弹性体与弹簧管铰销联接示意图

本实用新型利用现有弹簧管压力表的弹簧管座1及弹簧管2，将弹性体4一端用螺钉固定在基件3上，基件3再用螺钉固定在弹簧管座1上，弹性体另一端用销轴或铰销5与弹簧管自由端相联接，如图1所示。弹性体上、下表面各贴有位置对称的两片金属应变片6，再用接线端子7联接成对称的全桥，如图2所示。

当被测流体通过弹簧管2时，在弹簧管自由端产生集中力，通过销轴5使弹性体4产生弯曲变形，上、下表面的应变片分别产生数值相等的压缩或拉伸变形，即上表面的应变片的电阻减小，而下表面应变片电阻增大，而且两者数值相等，桥路输出电压信号△U与被测压力P呈线性关系。如图3所示。R₁、R₂、R₃、R₄分别为电阻。

本实用新型所使用的弹性体，可按使应变片的最大应变为许用值设计，以确保信号输出大。应变片组成的桥臂电阻对称变化并有温度自补偿作用，克服了已有技术中桥路电阻难以对称变化的缺点，应变片可采用康铜材料，在弹性体上贴片工艺性好，而且弹性体与贴片加工时对弹簧管不产生影响。

电压信号△U经过放大器引入数字面板表可以本机显示或远传显示，亦可为自动控制系统提供压力信号。如图4所示。

放大器采用廉价的四集成运算放大器，例如LM324，组成高输入阻抗，产分输入单端输出型式，并有滤波器，使示值不受压力波动的影响，滤波器由电感和电容组成，用1／4运放接成射极跟随调正零点。如图5所示，通过电位器A调正仪表量程，电位器B调节仪表的零点。

弹簧管自由端与弹性体端还可采用铰销联接型式，如图6所示。

实施例：

选用测量范围0～60kgf／cm²的普通弹簧管压力表，通过弹簧管自由端用销轴联接一个长×宽×厚＝60×10×1.5（mm）材质为40cr的弹性体弹性体另一端固定在弹簧管座上的基件上，在距受力端约30mm处弹性体上、下表面上贴有箔式电阻应变片，应变片栅长×栅宽＝3×2（mm），电阻值120Ω，灵敏系数K＝2.0～2.4，用酚醛环氧树脂粘结剂粘贴，并涂复保护层，如环氧树脂。用四运放LM324装成图5所示的放大器，用三端集成稳压块装成输出±5V的稳压电源，用3位半数字面板表，制得本实用新型的压力传感器和压力信号放大器、数字面板表组成正机系统。

本实用新型成本与现有半导体应变式传感器比较，可将低80％成本，采用0.05级YU－60活塞式压力计，DF7型数字繁用表测试结果表明，精度不低于1％FS。而且示值不受被测流体压力波动的影响。

Claims (4)

1、一种远传数字显示压力表，包括压力传感器、压力信号放大器和数字面板表，其特征是：

a.在压力传感器内装有一个由弹簧管带动、贴有应变片的弹性体

b.压力信号放大器输入端为带有滤波级的差分输入单端输出四运放集成放大器，采用1/4运放接成射极跟随方式调正零点。

2、根据权利要求1所述的远传数字显示压力表，其特征是在弹性体上的应变片对称贴在其上、下表面上。

3、根据权利要求1所述的远传数字显示压力表，其特征是弹性体一端用螺钉固定在弹簧管座上的基件上，另一端与弹簧管自由端用销轴或铰销联接。

4、根据权利要求1所述的远传数字显示压力表，其特征是应变片通过接线端子联成具有温度自补偿作用的对称的全桥。

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