專利名稱：可調節的硅力敏傳感器量程擴展器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種力敏傳感器的配套應用裝置，屬于擴散硅力敏傳感器的量程擴展應用設備。
由于擴散硅力敏元件的性能穩定可靠、靈敏度高，用它制成的傳感器信噪比高、線性度好，因此，近年來采用擴散硅力敏元件作為測量各種力的傳感器的敏感元件的產品越來越多，大有在機電一體化壓力測量儀表上取代傳統測力儀表的架勢。但是，因加工工藝和結構制造方面的原因，目前批量定型生產的硅力敏器件的量程范圍較小，只能在0.001～0.2兆帕(Mpa)的中低壓范圍內進行測量。為此，申請人研制成功一種擴散硅力敏傳感器的量程擴展器(專利號CN91200668.4)，利用不同直徑和不同材質的兩種波紋管構成的該裝置，可以把上述中、低壓量程的壓力傳感器的測量范圍擴展到1～100兆帕(Mpa)的高壓范圍。但是，這種量程擴展器的兩組波紋管的比例、匹配的要求較高、制造工藝也要求較高，有一定的加工難度，一般儀表工廠還難以勝任制造任務，這樣就提高了其售價。通常都在測量精度要求較高的場合下應用該裝置，這樣，也限制了該發明的應用場合。原發明還有一個缺陷是一個量程擴展器內的兩個波紋管的材質、形狀、結構是固定不變的，故其量程范圍一旦確定后，也是不可調整或改變的。
本實用新型的目的是提供一種原發明的改進裝置┈可調節的擴散硅力敏傳感器的量程擴展器，以彌補原發明的用戶范圍較窄和量程不可調節的缺陷。
本實用新型還是采用充滿硅油的波紋管作為與硅力敏器件量程相匹配的低壓間接傳壓元件，只是用隔膜式高壓傳壓器替代了原發明中的高壓波紋管，再輔以兩組彈性不同的彈簧進行量程變換和調節而構成的，其工作原理與上述的原發明仍然基本一致。
本實用新型不僅基本保留了原先兩種波紋管構成的量程擴展器的全部優點能夠有效擴展現有中低壓力敏傳感器的測量范圍，用于量測高壓壓力數值(1～100兆帕)，且測量精度高，線性度好；更在降低制造難度，降低制造成本和拓寬每一個量程擴展器的測量范圍，使其量程可以調節等方面取得重要改進。因為本實用新型采用的一個波紋管只是一個傳壓元件，工作時不產生應變，不必象原發明那樣兩個波紋管要進行匹配、調整，其量測數值還需經過若干次基準測試后進行實測修正，這樣對波紋管的材質、精度等制造要求都可有所降低，只要采用普通精度等級的儀表波紋管就能保證使用要求了。另外，本實用新型中的其他元件也都可以采用一般標準的儀表元件，有利于降低制造成本。由于承載彈簧可以由用戶自己通過螺栓和調節檔板調整其變形受力狀況，以改變其量程范圍，這樣更可拓寬其用戶群體。總之，本實用新型除在精度上比較原發明略有降低外，在制造成本，應用范圍和方便調整上都有很好的改進和提高。


圖1是本實用新型的結構示意圖。
參見圖1，在一個園筒形外殼4的腔體內自下而上地同軸安裝有由橡膠膜片1A、頂桿1B和其罩體1C組成的隔膜式高壓傳壓器1、直徑較小的傳力彈簧2和波紋管低壓傳壓器3，隔膜式高壓傳壓器1的罩體1C下側中央設有帶螺紋扣的引壓通孔7，可以通過此通孔7擰入螺紋接頭或管線引入需要測定壓力的部位。隔膜式傳壓器1是由一塊橡膠膜片1A、頂桿1B和外罩1C構成，它是一種定型結構，通常用作稱重型測力器，其中橡膠膜片1A與殼體外罩1C貼緊形成一個密閉腔體，膜片另一側緊挨著傳力頂桿1B。在頂桿1B與傳力彈簧2之間安裝有隔板6，波紋管傳壓器3的上側設有連通力敏傳感器的測壓通道10，在波紋管傳壓器3的腔體里充滿的傳壓介質┈硅油11就是通過此出口通道10把壓力傳遞給力敏傳感器的。在隔板6和圓筒外殼4頂部均勻分布的若干個調節擋板8之間安裝有直徑較大的承載彈簧5，每個調節擋板的上方都裝有螺栓9，通過螺栓9的升降可以調整擋板8的位置，從而調整承載彈簧5的壓縮變形，也就是改變承載彈簧5的彈性系數。
本實用新型的工作原理是用隔膜傳壓器作為直接承受高壓的傳壓器，當其承受的壓力通過橡膠膜片1A和頂桿1B傳遞到隔板6時，會使承載彈簧5產生壓縮變形，與此壓力相平衡；同時，位于軸線的傳力彈簧2也產生彈性壓縮變形，由于這兩組彈簧的結構和彈性系數是不同的，兩者的壓縮變形之間就存在著一定的比例關系，本實用新型就是通過這兩組不同直徑的彈簧進行壓力的量程變換和擴展的。此時，傳力彈簧2的另一端所支撐的波紋管3則作為間接的傳遞低壓的傳壓器，這是因為直接傳壓器1所承受的高壓P1經本實用新型中的兩組彈簧構成的量程變換的，波紋管3時壓力已經大為降低了，這樣通過波紋管3上端的測壓通道10傳遞到力敏器件上的壓力PO也按比例大為縮小了。這樣，只要選擇合適的兩組彈簧，就能變換成各種量程擴展的比例關系。而且，承載彈簧5上部的擋板8可以通過其螺栓9調整其初始位置，更使每個裝置都具有在一定范圍內適當調節壓力測試范圍的功能。這樣可以為用戶在使用過程中進行自行調定提供可能和方便。由于彈簧的制造和配套遠比兩組波紋管的選配方便、容易得多，故本實用新型的制造成本較原來的專利要低廉，只是測試精度也要略為低些。
權利要求1.一種可調節的擴散硅力敏傳器量程擴展器，包括有隔膜式高壓傳壓器、波紋管低壓傳壓器，其特征在于在一個園筒形外殼腔體內同軸自下而上安裝有由橡膠膜片、頂桿及其罩體組成的隔膜式高壓傳壓器、直徑較小的傳力彈簧和波紋管低壓傳壓器，隔膜式高壓傳壓器的罩體下側中央設有帶螺紋扣的引壓通孔，而波紋管傳壓器的上側設有連通力敏傳感器的測壓通道，在頂桿與傳力彈簧之間安裝有隔板，而在隔板與園筒形外殼頂部均勻分布的若干個調節擋板之間安裝有直徑較大的承載彈簧，每個調節檔板的上方裝有可調整其位置的螺栓。
2.如權利要求1所述的可調節的擴散硅力敏傳器量程擴展器，其特征在于在波紋管傳壓器的腔體內充滿的傳壓介質是硅油。
專利摘要一種可調節的硅力敏傳感器量程擴展器，是采用隔膜式高壓傳壓器作為直接承受所測壓力的器件，用充滿硅油的波紋管作為與硅力敏傳感器量程相匹配的低壓間接傳壓元件，再輔以兩組直徑、彈性不同的彈簧進行量程變換和調節所構成的，是申請人原來的擴散硅力敏傳感器量程擴展器(專利號CN91200668.4)的改進產品。它基本保留了原發明的全部優點量程拓寬、精度高、線性好，而且制造比較容易，成本降低，用戶可以自行調節，應用范圍寬。
文檔編號G01L7/08GK2150544SQ93205699
公開日1993年12月22日 申請日期1993年3月18日 優先權日1993年3月18日
發明者石行 申請人:北京市西城區新開通用試驗廠