Датчик давления с частотным выходом

 

ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДОМ по авт.св. № 263231, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности и уменьшения влияния вибраций, он снабжен кольцом с радиальными несквозными прорезями, чувствительный элемент соединен с кольцом радиальной перемычкой, кольцо прикреплено к корпусу датчика в точке, диаметрально противоположной перемычке, а прорези в кольце вьтолнены равномерно по окружности так, что длина средней линии, проведенной от перемычки до точки крепления к корпусу, равна четверти длины волны, соответствукяцей рабочей частоте датчика .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

0tH

РЕСПУБЛИК

0% (11) t

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / "

Н PBTOPCNOMV CBtAETFllhCTBV (61) 263231 (21) 3635208/24-10 (22) 18.08.83 (46) 07. 10.84. Гюл. Ф 37. (72) Г.Г.Смирнов (53) 531. 787. 91(088. 8) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГГИЙ (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 263231, кл. G 01 L 7/12, 1970. (54) (57) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ С ЧАСТОТНЫМ

ВЪ|ХОДОМ по авт.св. У 263231, о т л и. чающийся тем; что, с целью повышения стабильности и уменьшения ур G 01 L 7/12; G 01 L 11/00 влияния вибраций, он снабжен кольцом с радиальными несквозными прорезями, чувствительный элемент соединен с кольцом радиальной перемычкой, коль" цо прикреплено к корпусу датчика в точке, диаметрально противоположной перемычке, а прорези в кольце выполнены равномерно по окружности так, что длина аредней линии, проведенной от перемычки до точки крепления к корпусу, равна четверти длины волны, соответствующей рабочей частоте датчика.

1117470

Изобретение относится к измери" тельной технике, в частности к частотным датчикам давления, содержащим чувствительный элемент в виде плоской мембраны. 5

По основному авт.св. Р 263231 известен датчик давления с частотным выходом, в корпусе которого размещены анероидный чувствительный элемент и электромаГнитные возбудитель и прием-10 ник колебаний, причем чувствительный элемент, образованный двумя плоскими мембранами, изготовленными как одно целое с герметично скрепленными по контуру основаниями, соединен с корпусом перемычкой, расположенной радиально по отношению к центру чувствительного элемента (1) .

Известный датчик достаточно надежно работает при повышенных вибра- 20 циях и ударных ускорениях. Однако погрешность измерений у него высока, что обусловлено закреплением чувствительного элемента в приборе, не обеспечивающим акустическую развязку, 25

Цель изобретения - повышение ста. бильности и уменьшение влияния вибраций.

Поставленная цель достигается тем, что датчик давления с частотным 50 выходом снабжен кольцом с радиальными несквозными прорезями, чувствительный элемент соединен с кольцом радиальной перемычкой, кольцо прикреплено к корпусу датчика в точке, 35 диаметрально противоположной перемычке, а прорези в кольце выполнены равномерно по окружности так, что длина с редней линии, пров еденной от перемыч. кидо точки крепления к корпусу, равна четверти длины волны, соответствующей . рабочей частоте датчика.

На фиг,1 представлена структурная схема датчика, на фиг.2 — четвертьволновая развязка, вид сверху; íà 45 фиг.3 - то же, вид сбоку, на фиг.4 и

5 - то же, вариант выполнения.

Датчик давления содержит анероидную или мембранную коробку 1 с плоскими мембранами — резонатор, перемыч-50 ку 2, кольцо 3 с прорезями, возбудитель 4 и приемник 5 колебаний мембран, усилитель 6 автогенератора, прорези 7 в кольце. Позицией 8 обозначена длина средней линии между перемыч-55 ,ой и точкой крепления кольца к корпусу (показана пунктирной линией).

Датчик работает следующим образом.

Измеряемое давление Р, воздействуя на мембраны, деформирует их. При этом изменяется собственная частота колебаний чувствительного элемента. Электромагнит 4 возбуждает колебания, а электромагнит 5 снимает сигнал с колеблющегося чувствительного элемента.

Незатухающие колебания резонатора на собственной частоте поддерживают усилитель 6 автогенератора.

При колебаниях резонатора в материале основания и корпуса возникают акустические волны, длину которых можно найти из выражения

Ъ =М/4 где Ч вЂ” скорость звука в материале, f — собственная частота колебаний рез онатора. м

Например, если 1 =5000 -, à f

=10000 Гц, то $ =О, 5 м.

Возбуждение колебаний в закреплении резонатора обуславливает утечку энергии колебаний резонатора, что приводит к снижению его добротности и, соответственно, стабильности и точности измерений. Кроме того, вибрации корпуса датчика на частотах, лежащих в диапазоне частот резонатора, приводят к нестабильности частоты колебаний автогенератора, состоящего из резонатора 1, приемника 5 колебаний, усилителя 6 и воз" будителя 4 колебаний, что также вызывает погрешности измерений. Для

:уменьшения влияния указанных источников погрешностей необходимо уменьшить связь механической колебательной системы — резонатора 1 - с кор" пусом датчика в рабочем диапазоне частот. Для этого применена четвертьволновая развязка, введенная в известный датчик между перемычкой 2 и корпусом датчика.

Четвертьволновая развязка выполнена в виде кольца 3 с несквозными радиальными прорезями 7, не перекрывающими одна другую, так что длина 8 акустической развязки равна четверти длины волны . При этом в рабочем диапазоне частот уменьшается перекачка колебательной энергии от резонатрра 1 к корпусу датчика и от корпуса датчика к резонатору 1.

Прорези в кольце выполнены или по его торцам или по обра111747О фиг.5

Соатавитель А.Зосимов

Редактор Е.Папп Техред М.Тепер Корректор А. Зимокосов

Заказ 7185/25 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул .Проектная, 4 эующим его боковой цилиндрической поверхности.

Перемычка 2, соединяющая резонатор 1 с кольцом, расположена радиально противоположно относительно места закрепления кольца 3 к корпусу датчика.

Усовершенствование известного датчика давления с частотным выходом снижает нестабильность, влияние вибрации и соответственно повышает точность измерений. Увеличение габаритных размеров датчика при этом незначительно.