Датчик давления
Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить чувствительность и точность устройства за счет снижения погрешности от вибраций и линейных ускорений. Мембранная манометрическая коробка 1 закреплена по периферии между коль// цевыми опорами I3 и 14 с опорными осями 15 и 16 в диаметрально противоположных точках. Измеряемое избыточное давление, воспринимаемое коробкой 1, передается мембранами на струну 4, вызываяизменение ее резонансной частоты. Колебания струны 4 возбуждаются от электронного усилителя при помощи электромагнитных систем 5-8 возбуждения колебаний, соединенных между собой параллельно. На вход усилителя подается сигнал от электромагнитных систем 9-12 съе-- ма колебаний, соединенных между собой последовательно. Струна 4 выполнена бесконечной, охватывающей с натягом. опорные оси 15 и 16 и жесткие центры 2 и 3 мембран коробки 1. 1 ил. с S (Л /« /7 со ел 00 оо со
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСГ}УБЛИН
ÄÄSUÄÄ 1315839 А1
150.4 С 01 L 11/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
Я ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (2}) 3995436/24-10 (22) 27.12.85 (46) 07.06.87. Бюл. Р 21 (72) В.Я.Скотников (53) 531 ° 787 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР .У 1040356, кл, G Ol L !!/00, 1982.
Заявка Франции }} 2394073, кл. G 01 L 11/00, 1979.
I (54) phrmx gaBJ}EH (57) Изобретение относится к измери— тельной технике и позволяет повысить чувствительность и точность устройства за счет снижения погрешности от вибраций и линейных ускорений. Мембранная манометрическая коробка 1 закреплена по периФерии между кольцевыми опорами 13 и 14 с опорными осями 15 и I á в диаметрально противоположных точках. Измеряемое избы" точное давление, воспринимаемое коробкой l, передается мембранами на струну 4, вызывая изменение ее резонансной частоты. Колебания струны 4 возбуждаются от электронного усилителя при помощи электромагнитных систем 5-8 возбуждения колебаний, соединенных между собой параллельно.
На вход усилителя подается сигнал от электромагнитных систем 9-12 съема колебаний, соединенных между собой последовательно. Струна 4 выполнена бесконечной, охватывающей с натягом. а C опорные оси !5 и 16 и жесткие центры
2 и 3 мембран коробки 1 ° I ил. 1 13
Изобретение относится к приборостроению и может быть применено для измерителей давления — абсолютного или избыточного.
Целью изобретения является повышение чувствительности и точности за счет снижения погрешности от вибрации и линейных ускорений.
На чертеже показан предлагаемый датчик,. общий вид в разрезе.
Датчик содержит мембранную манометрическую (или анероидную) коробку с жесткими центрами 2 и 3, струну 4, электромагнитные системы 5 — 8 возбуждения колебаний и электромаг нитные системы 9 — 12 съема колебаний, кольцевые опоры 13 и 14, опорные оси 15 и 16, четыре консольных держателя 17 и трубопровод 18.
Принцип действия датчика основан на использовании колебаний натянутой струны с перестраиваемой под действием измеряемого давления собственной частотой. Струна датчика выполнена в виде плоского стального кольца, нарезаемого, например, из тонкой раскатанной трубы.
Датчик работает следующим обра-, эом.
Измеряемое избыточное давление, подаваемое через трубопровод 18, воспринимается манометрической коробкой 1, мембраны которой через жесткие центры 2 и 3 передают усилия на струну 4. Под действием этих усилий, направленных поперек струны, возникают дополнительные напряжения и ее резонансная частота колебаний изменяется (повышается). Колебания струны возбуждаются и поддерживаются при помощи электромагнитных систем
5 — 8 возбуждения колебаний от электронного усилителя, на вход которого подается сигнал съема от электромагнитных систем 9 — 12 съема. Выходной сигнал электронного усилителя через систему согласования выдается потребителю. Схема работает в режиме ав токолебаний частот собственного резонанса.
Таким образом, частотный выходной сигнал датчика, функционально зависящий от величины измеряемого давления, выдается в систему измерения давления.
Повышение чувствительности датчика достигается за счет того, что усилия, развиваемые 1чембранами чувствительно15839 2 го элемента, прикладываются поперек струны, что повышает чувствительность струнного преобразователя по срав( нению с известными датчиками, так как растягивающее каждый рабочий ( участок струны усилие равно
P р
2Sinc(1О где Р— усилие,, воздействующее на рабочую ветвь стр ны;;
P — усилие, развиваем е подвижным центром мембраны;
0(— угол между направлением ра15 бочей ветви струнй и плоскостью мембранной коробки. 1ак, например, при о((3(чувствительность одной рабочей ветви струны выше, чем у струны известных датчиков, так как значение синуса угла меньше 0,5. (1
Чувствительность по вьЩодному сигналу датчика в четыре 1 аза выше чувствительности рабочего участка
25 струны, так как выходной Сигнал датчика равен сумме сигналов четырех систем съема колебаний да чика. Повышение виброустойчивости, т.е. точности работы датчика в условиях ви30 брации, достигается за счет закрепления его мембранной коробки по пе( риферии между двумя кольц выми опорами . Такое закрепление манометрической коробки резко повьш1ает ее виброустойчивость в широкдм диапазоне, частот, частота собственных колебаний мембран повышается до 2 кГц и более (при закреплении чувствительного элемента эа нижний цантр часто40 та порядка 250-300 Гц).
Повышение точности работы датчика при линейных ускорениях достигает ся за счет симметричной конструкции чувствительного элемента И струнного преобразователя. Погрешности от линейных ускорений правой половины датчика компенсируются равными погрешностями с противоположным знаком левой половины датчика при суммировании сигналов систем съема колебаний рабочих участков струны, Изобретение обеспечивает повыше( ние чувствительности преоб аэователя по сравнению с известными датчиками, ( а также повышение точности, датчика ( при работе в условиях вибраций и ли( нейных ускорений.
Системы возбуждения колебаний, соединенные между собой параллельно, Составитель А.Соколовский
Техред А.Кравчук
Корректор С.Шекмар
Редактор О.Юрковецкая
Заказ 2352/44
Тираж 776
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подписное
Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4
3 131 подключены к электронному усилителю, на вход которого подается сигнал с систем съема колебаний, соединенных между собой последовательно. Одновременно от электронного усилителя сигнал съема поступает на схему согласования и от нее потребителю.
Форма выходных сигналов датчика прямоугольная, полярность положительная.
Схема работает в режиме автоколеба- ний на частоте собственного резонанса струны.
Формула и э о б р е т е н и я
Датчик давления, содержащий мембранную манометрическую коробку с жесткими центрами и струнный преобразователь с электромагнитными системами возбуждения и съема колебаний, 5839 4 отличающийся тем; что, с целью повышения чувствительности и точности за счет снижения погрешности от вибраций и линейных ускорений, в нем мембранная коробка закреплена по периферии между двух кольцевых опор, которые с наружной стороны в двух диаметрально противоположных точках снабжены опорными осями, а
Я струна выполнена бесконечной, охватывает с натягом опорные оси и жесткие центры мембран и образует четыре рабочих участка, каждый из которых снабжен электромагнитными системами возбуждения и съема колебаний, при этом электромагнитные системы возбуждения колебаний соединены между собой параллельно, а системы съема
I колебаний — последовательно.
