|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы в корпусе датчика и корпусе вилки; для предохранения от излома кабельной перемычки при изгибах в местах ее заделки в датчике и разъеме ее оснащают демпферами в виде металлической пружины или резиновых втулок; для предохранения от обрыва проводор кабельной перемычки вместе с проводами кабельной перемычки пропускают металлический тросик, длина которого на 2-4 мм короче проводов и концы которого механически закрепляют на корпусе датчика и корпусе разъема; кабельные перемычки снабжают оболочкой, рассчитанной на работу в требуемых условиях эксплуатации. При герметичном исполнении кабельная перемычка со стороны внутренней полости датчика, как правило, имеет гермопроходник, соединенный герметично (сварка, пайка) с корпусом кабельной перемычки, а корпус кабельной перемычки соединяется герметично с корпусом самого датчика (рис. 5.19). При изготовлении кабельных перемычек в герметичном исполнении наибольшую трудность представляет собой изготовление гермопроходНИКОВ, так как зачастую изготовляемые в настоящее время в промышленности гермопроходники и герморазъемы не удовлетворяют условиям эксплуатации, при которых работает датчик, или же имеют большие размеры и массу. Поэтому в конструкциях кабельных перемычек датчиков часто используют нестандартные гермопроходники. При конструировании кабельных перемычек необходимо предусматривать возможность проверки степени негерметичности кабельной заделки, так как условия эксплуатации и хранения, как правило, весьма жесткие (вакуум, влажность, температура, внешнее избыточное давление, агрессивная окружающая среда и т. д.). Корпусные элементы датчиков. Основным назначением корпусных элементов датчиков является реализация самого процесса преобразования. Обычно это обеспечивается жестким соединением всех элементов датчика (подсоединительных узлов; предварительных преобразующих элементов; узлов, предохраняющих от перегрузки измеряемым параметром; узлов, обеспечивающих съем сигнала с элементов электрической цепи датчика; узлов, предохраняющих датчик от воздействия влияющих факторов измеряемого параметра, и т. д.). Другой функцией, выполняемой корпусными элементами датчиков, является защита внутренних элементов преобразования от внешних влияющих факторов, особенно химически активной окружающей среды. Если решение вопроса установки элементов преобразования в электрический сигнал чаще всего подсказывает сам вид преобразователя (в зависимости от выполняемой функции преобразования упругий элемент требует установки в корпусе либо жесткой, либо на кернах, либо на растяжках и т. д.), то вопрос защиты этих элементов от внешних влияющих факторов, как правило, требует специального изучения влияния каждого из фак- торов на функционирование датчика. И уже в зависимости от этого принимается конкретное решение по конструктивному исполнению корпусных элементов. При эксплуатации датчиков агрессивная окружающая среда может иметь широкий диапазон изменения давления (как разрежение, так и избыточное давление). Поэтому для исключения погрешностей (особенно датчиков давления) датчики изготовляют в герметичном исполнении. При этом параметры корпуса выбираются в зависимости от величины внешнего давления, причем критическое значение внешнего давления определяет тип материала для выбранной конструкции. В связи с тем, что корпус представляет собой оболочку (как правило, средней длины), удовлетворяющую выражению 1/2хЧ<(/Р)<2х% где р = IJR; х = 1/3 - р 1/? гк; К - толщина стенки; 1 - длина корпуса; R - радиус корпуса; р - коэффициент Пуассона, то критическое давление на корпус определяется [13] по формуле Папковича: где Е - модуль упругости материала. Как видно из формулы (5.20), для увеличения критического давления на корпус необходимо либо увеличивать толщину стенки корпуса, либо уменьшить радиус и длину корпуса. При этом напряжения, возникающие в корпусе, определяются по формуле где - внешнее давление на корпус. При проектировании необходимо выполнение условия <С «С кр в связи с тем, что значительные деформации корпуса, как правило, ведут к значительным деформациям упругого элемента, так как последний жестко связан с корпусом, и, как следствие, к большим погрешностям нуля и чувствительности датчика. Поэтому проверка влияния внешнего давления на характеристики датчиков является обязательным условием и в случае, если это влияние оказывается значительным, увеличивают толщину стенок корпуса. Очень часто после установки датчика на исследуемый объект изменяются его паспортные характеристики. Особенно наглядно это можно увидеть на датчиках давления, у которых корпусные и присоединительные элементы несут большую нагрузку. Конструкции датчиков с воспринимающей (преобразующей давление в усилие) мембраной (см. табл. 5.5, конструкцию 1), вынесенной в измеряемую среду перед резьбовой частью; с воспринимающей преобразующей мембраной (см. табл. 5.5, конструкцию 2), вынесенной в измер?юмую среду за уплотнительным ГГ/« Т7 тт г\-129 местом; с упругой рабочей мембраной (см. табл. 5.5, конструкцию 5), расположенной в зоне действия деформаций резьбовой части или посадочного места, и другие имеют значительные погрешности от момента силы затяжки. В конструкции 2 датчика (табл. 5.5) при установке его с определенным моментом затяжки на трубопровод происходит деформация резьбовой части датчика, в результате чего уменьшается (табл. 5.5, конструкция 1) или увеличивается натяг мембраны (табл. 5.5, конструкция 2). Как результат изменения натяга мембраны происходят изменения начального выходного сигнала с датчика и нелинейности датчика за счет изменения эффективной площади Передающей мембраны, изменение чувствительности - за счет изменения процента давления, забираемого на себя мембраной. Так, например, в конструкции 1 (см. табл. 5.5) с ростом момента затяжки начальный выходной сигнал изменяется в отрицательную сторону, нелинейность - в положительную сторону, чувствительность падает. В конструкции 5 датчика (см. табл. 5.5) при установке датчика на трубопровод возникают напряжения в резьбовой части, а так как рабочая мембрана находится в зоне действия напряжений, то в ней также появляются напряжения, деформирующие саму мембрану, в результате чего в датчике появляются погрешности, аналогичные погрешностям первых двух конструкций. Для определения возможных методов уменьшения погрешности датчика от момента затяжки для приведенных конструкций датчиков найдем зависимость деформации резьбовой части датчика от момента затяжки для конструкции 1 (см. табл. 5.5). Коэффициент податливости штуцерной части датчика определяется по формуле (5.13), а также по формуле где Qa - усилие затяжки, определяемое из формулы (5.16), от момента затяжки; Д/ - удлинение штуцерной части датчика. Удлинение штуцерной части датчика от момента затяжки . 1.2(3,3/o + rf) г. .21) Из формулы (5.21) видно, что для уменьшения деформаций от момента затяжки, а следовательно, уменьшения влияния момента затяжки на метрологические характеристики датчика, необходимо выбирать минимальными значения /о и d. Так как /о определено высотой прокладки, то для уменьшения влияния момента затяжки увеличивают толщину стенки резьбовой части датчика. Однако данные меры не могут полностью исключить погрешности от момента затяжки. 130 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 [ 41 ] 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 |