Устройство для измерения разности давлений

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пьезорезонансным датчикам разности давлений . Целью изобретения является повышение точности измерения при воздействии механических счет возможности балансировки чувствительных элементов. Такую возможность устройство имеет за счет наличия рычага 18, установленного на опоре 19 при помощи шарнира, и своими концами жестко соединенного с центрами мембран 3, 4. При подаче давлений Р и Р, , равных между ,собой, система мембран 2-4 совместно с рычагом 18 будет находиться в равновесном состоянии и резонаторы 9, 10 не будут воспринимать нагрузки. При превышении одного из давлений на мембране 2 возникает усилие, передаваемое через рычаг 18, через мембрану 3, жесткий центр 5 и держатель 7. на резонатор 9, создавая на нем усилие. При этом противоположньй конец рычага 18 создает через мембрану 4 на резонаторе 10 усилие противоположного направления. В результате на выходе генератора 13 частоты f и f изменяются в противоположные стороны. 1 ил. ff и. S СП 4ib Сл СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (51)4 G 01? 9 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4178922/24-10 (22) 09.01. 87 (46) 30.07. 88. Бюл, К 28 (71) Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и техничес-. кой кибернетики при Ленинградском политехническом институте им. им. M.È.1(алинина (72) Л.В.Малейко, Т.Б.Ибрагимов и В.А.Маглыш (53) 531.787 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 530209, кл. G 01 L 9/08, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Р 775640, кл. G 01 L 9/08, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ДАВЛЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пьезорезонансным датчикам разности давлений. Целью изобретения является повышение точности измерения при воздействии механических ф.:;кторов за

Ф счет возможности балансировки чувствительных элементов. Такую возможность устройство имеет за счет наличия рычага 18, установленного на опоре 19 при помощи шарнира и свои9 ° ми концами жестко соединенного с центрами мембран 3, 4. При подаче давлений P и Р, равных между собой, система мембран 2-4 совместно с рычагом 18 будет находиться в равновесном состоянии и резонаторы 9, 10 не будут воспринимать нагрузки.

При превышении одного из давлений на мембране 2 возникает усилие, передаваемое через рычаг 18, через мембрану 3, жесткий центр 5 и держатель 7 на резонатор 9, создавая на нем усилие. При этом противоположный конец рычага 18 создает через мембрану 4 на резонаторе 10 усилие противоположного направления. В результате на выходе генератора 13 частоты

Й „ и f > изменяются в противоположные стороны. 1 ил. (7 и

1413453

Изобретение о-.носится к измерительной технике, в частности к пьезорезонансным датчикам разности давлений, и может быть использовано в .5 авиационнои и космической технике, робототехнике, в метрологии в качестве образцовых средств и т.д.

Целью изобретения является повышение точности измерения при механических воздействиях.

На чертеже представлен вариант конструкции устройства измерения разности давлений, разрез.

Устройство состоит иэ камеры 1 с двумя входными отверстиями для подачи измеряемых давлений Р и Рд, пре1 образователя разности давлений в усилие, выполненного в виде трех мембран 2, 3 и 4. С мембранами 3 и 4 20 через силопередающие элементы, представляющие собой жесткие центры 5 и

6, подсоединенные к мембранам 3 и 4, и прикрепленные к жестким центрам упругие держатели 7 и 8, соединены 25 преобразователи усилия в частоту, выполненные в виде силочувствительных кварцевых резонаторов 9 и 10," прикрепленных соответственно к держателям 7 и 8. Кварцевые резонаторы 30

9 и 10 через гермовводы 11 подключены к дифференциальной схеме.12, содержащей генераторы 13 и 14, выходы которых подключены к входам смесителя 15, причем к входу генераторов 13 и 14 подключены резонаторы 9 и 10 соответственно. Мембрана 2 разделяет камеру 1 на две полости и воспринимает измеряемые давления Р и P

1 мембраны 3 и 4 образуют со стенками камеры герметичные полости 16 и 17, в полости 16 размещен резонатор 9, а в полости 17 — резонатор 10.

Устройство содержит жесткий рычаг 18, центральная часть которого шарнирно оперта на опоре 19, например, шаровой, прикрепленный к стенке камеры 1, один конец рычага 18 присоединен к центру мембраны 2 и центру мембраны 3, а другой — к центру мембраны 4. Мембрана 2 присоединя- 50 ется к камере 1 электронно-лучевой сваркой, крепление мембран 3 и 4 к стенкам камеры 1 — с помощью роликовой шовной сварки. Рычаг 18 прикрепляется к центрам мембран 2, 3 и

4 клеем, например, типа К-300, ТК-1 или ВТ-25-200, а резонаторы 9 и 10 к держателям 7 и 8 — клеем ВТ-25-200.

Формула и з обретения

Ус тройство для измерения разносвлений, содержащее корпус с ра- камерой, преобразователь раздавлений в усилие, вь|полненный е трех мембран, одна иэ котоизмеритепьная — разделяет камелия i олости, снабженные входти да бочей ности в нид р ых ру на

1 ерметичные полости 16 и 17 откачиваются до давления »е более

1 10 мм рт.ст. Для более жесткого соединения рычага с упором он может быть поджат плоской пружиной 20, расположенной между стенкой камеры

1 и рычагом. 18 с противоположной стороны от опоры 19. Держатель 7 с резонатором 9 может быть установлен на отдельном основании 21, а держатепь 8 с резонатором 10 — на аналогичном основании 22. В этом случае крепление оснований 21 и 22 к стенке камеры 1 производится вакумноплотным швом с помощью электронно-лу» чевой сварки. Крепление жестких центров 5 и б к мембранам 3 и 4 осуществляется вакуумным клеем. Мембраны

2, 3 и 4, корпус камеры 1 и рычаг

18 выполняются, например, из дисперсионно твердеющего материала, а резонаторы 9 и 10 — из кварца AT-среза.

Устройство работает следующим образом.

Если давления Р „ и P равны между собой, то система мембран 2, 3 и 4 совместно с рычагом 18 находится в равновесном состоянии и силочувствительные резонаторы 9, 10 не воспринимают нагрузки. При превышении одного иэ давлений, например Р ) Р, на мембране 2 возникает усилие, передаваемое через левый конец рычага

18 и мембрану 3, жесткий центр 5 и держатель 7 на резонатор 9, создавая на нем усилие сжатия. При этом левый конец рычага 18 опускается, а правый, соединенный с мембраной 4, поднимается. На резонаторе 10 возникает усилие растяжения. В результате на выходе генератора 13 частота

f, возрастает, а на выходе генератора 14 частота Г уменьшается.

В случае, когда P Р, система мембран и рычаг 18 работают в обратную сторону, при этом на резонатор

9 действует усилие растяжения, а на резонатор 10 — усилие сжатия.

Составитель Н.Ушаков

Редактор М.Келемеш Техред M. Ходанич Корректор О. Кравцова

Заказ 3773/43, Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и.открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 14 ными отверстиями, а две другие образуют со стенкамй камеры два герметичных объема, в которых размещены преобразователи усилия в частоту, выполненные в виде кварцевых резонаторов, которые связаны через силопередающие элементы с мембранами, и дифференциальную измерительную схему, н которую включены резонаторы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерения при ме13453

4. ханических воздействиях, в него введен двуплечий рычаг, шарнирно установленный на опоре, а мембраны, обра5 зующие со стенками камеры герметичные объемы, расположены в одной плоскости и их центры жестко соединены с концами, рычага, а опора рычага размещена на стенке камеры между центрами мембран, причем один конец рычага жестко связан с центром измерительной мембраны.