Датчик давления с частотным выходным сигналом

 

Изобретение относится к датчикам давления с частотным выходным сигналом, имеющим чувствительный элемент в виде мембранной коробки. Целью изобретения является повышение точности за счет уменьшения температурной и временной нестабильности. Датчик содержит мембранную коробку 1, расположенную между двумя цилиндрическими вкладышами 4 и 5, установленными на кольцевых амортизирующих прокладках 10 и 11, и несущими системы возбуждения и съема колебаний 6 и 7, а также дополнительные амортизирующие прокладки 12 и 13 и упругий элемент 17 в виде кольцевой волнообразной пружины, установленной в кольцевой проточке обоймы 18, размещенной между торцом корпуса и амортизирующей прокладкой одного из вкладышей. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19I (Ш

А1

PI) g G 0l L I I/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 78 77

23 0

1О

12

t5

5

f1

7 24 1Ô

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4429951/24-10 (22) 24.05,88 (46) 30.11.89, Бюл. 1(44 (72) В.П,Ольховиков и Г,А,Глазко (53) 531, 787 ((.88, 8) (56) Авторское свидс т»льство ГССР

N 754235, кл, G 01 I, 11/00, 1978 (прототип) ° (54) ДАТЧИК ДАВЛВ11ИЯ (ЧАСТОТ11ЫМ

В blX03HblM ГИ ГНАЛОл1 (57) Изобретение o÷ носится к датчикам давления час тотным выходным сигналом, им»ющим чувст ительный элемент и вид» мембранной коробки, Целью цзобре1енин явлнс. гся повьппение точности эа счет уменьшения те1 = пературной и временной нестабильности. Jl,àò÷èê содержит мембранную коробку 1, расположенную между двумя цилиндрическими вкладышами 4 и 5, установленными на кольцевых амортизирующих прокладках !О и 11 и несущими системы возбуждения и съема колебаний 6 и 7, а также дополнительные ал1ортиэирующи» прокладки 12 и 13 и упругий элемент 17 в вид» кольцевой волнообразной пружины, установленной в кольцевой проточке обоймы 18, размещенной между торцом корпуса и амортизирующ»й прокладкой одного из вкладышей, 2 ил, 1525509

55

Изобретение относится,к контрольно-измерительной технике, в частности к частотным датчикам давления, содержащим чувствительный механический резонатор типа мембраны, и может быть использовано в системах автоматического контроля и управления.

Цель изобретения - повьппение точности измерений. !0

На фиг, l изображен датчик давления с частотным выходным сигналом, разрез; на фиг,2 — чертеж кольцевой пружины, волнообразной в окружном направлении. !5

Датчик давления содержит чувствительный элемент в виде манометрической или анероидной коробки 1, выполненной иэ мембран 2 и 3, изготовленных за одно целое с кольцевыми массив-20 ными основаниями,.герметично соединенными между собой. Коробка 1 закреплена за основание между торцовыми и верхностями цилиндрических вкладышей 4 и 5 систем возбуждения и съема 25 колебаний. Во вкладьппах 4 и 5 закреплены электромагнитные поляризованные капсюля 6 и 7, Коробка 1 фиксируется от смещения в посадочном месте вкладыша 5 высту- 30 пом 8, контактирующим с центром боковой поверхности коробки 1, Цилиндрические вкладьппи 4 и 5 установлены в корпусе 9 датчика через амортизирующие прокладки 10 и 11. !!ежду контактными 35 поверхностями основания коробки 1 и вкладьппей 4 и 5 установлены плоские кольцевые эластичные прокладки 12 и

l3. Для предотвращения неравномерной деформации прокладок 12 и 13 в ради- 40 альном направлении при сжатии их между плоскими опорными поверхностями коробки 1 и вкладышей 4 и 5, прокладки 12 и 13 выполнены Г или Т-образной формы с кольцевыми выступами, фиксиру- 45 емыми в кольцевых проточках 14 и 15 на опорных поверхностях вкладьппей 4 и 5.

Упругий элемент установлен между .крьппкой 16 датчика и амортизирующей .прокладкой 10 и состоит из кольцевой пружины 17 (фиг,2), выполненной с тремя волнами, равномерно расположенными по окружности кольца ° Кольцевая пружина 17 установлена в кольцевую проточку обоймы 18, обеспечивающей равномерную передачу усилия от пружины 17 иа амортизирующую прокладку 10, Глубина кольцевой проточки обоймы 18 выбрана иэ расчета, что при ударной погрузке на датчик в осевом направлении, превышающей максимально допустимое усилие сжатия пружины 17 обой-! ма 18 соприкасается с крышкой 16, предотвращая повреждение пружины 17, На опорной поверхности обоймы 18 выполнены каналы 19 для BblE,îäîâ от электромагнитного капсюля 6 и подачи давления газа к чувствительному элементу 1.

Коробка 1 зажата тарированным усилием между торцами вкладьппей 4 и 5 через амортизирующие прокладки 10 и

11, эластичные прокладки 12 и 13, кольцевую пружину 17 и обойму 18 крьппкой 16, Б корпусе 9 датчика выполнены каналы 20-22, а во вкладышах

4 и 5 — отверстия 23 и 24 для подачи к коробке 1 газовой среды.

При выполнении предлагаемой конструкции в ниде датчика разности давлений, надмембранные объемы датчика, образованные внешн;1ми поверхностями мембран 2 и 3 и внутренними поверхностями вкладышей 4 и 5, герметично отделены амортизирующими прокладками 10 и 11 и эластичными прокладками 12 и 13 от внутренней полости коробки 1, соединенной с каналом

20 отверстием 25.

Датчик давления работает следующим образом.

Измеряемое давление через каналы

21 и 2? корпуса 9> канал 19 обоймы

18 и отверстия 23 и 24 но вкладышах

4 и 5 подается н надмембранные полости датчика и> воздействуя на мембраны 2 и 3 анероидной коробки l> деформирует их, изменяя жесткость и соответственно собственную частоту колебаний чунстнительног0 элемента, Электромагнит 7 возбуждает колебания, а электромагнит 6 снимает сигнал с колеблющегося чувствительного элемента l, Незатухающие колебания коробки на основной противофаэиой частоте поддерживает усилитель автогенератора (не показан), который соответствующим образом сфаэиронан, Заменив анероидную коробку 1 на манометрическую и подавая измеряемые давления Р, и Р через каналы 20 и

21, получают датчик разности давлений Р=Р!-О > обладающий идентичными характеристиками по чинности измере— ния, 1525509

Испытания опытных датчиков абсолют- в ного давления показывают, что погрешность измерения давления не превышает

0,1Х при относительной температурной погрешности частотной характеристики

5 не более 0,001Х на 1 С и девиации частоты датчика 10Х, Формула изобретения

Датчик давления с частотным выходным сигналом, содержащий чувствительный элемент в виде мембранной коробки из двух плоских мембран с кольцевыми основаниями, герметично соеди- 15 ненныии по контуру, которые располо жены между двумя цилиндрическими вкладышами, несущими системы возбуждения и сч>еиа колебаний и установленными корпусе на кольцевых амортизирующих прокладках. о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повью ения точности за счет уменьшения температурной и временной нестабильности частотной характеристики, он снабжен дополнительными кольцевыми амортизирующими прокладками, цилиндрической обоймой с кольцевой проточкой на торцовой поверхности и упругим кольцевым элементом, при этом дополнительные амортизирующие прокладки расположены между основаниями мембранной коробки и вкладьппами, а обойма с упругим кольцевым элементом, расположенным в кольцевой проточке, установлена между амортизирующей прокладкой одного иэ вкладышей и торцом корпуса.

Званы радномерна ОСПОПОЯЕННЫМ ПО ОЛПОМ>нуд удц!

525509

Составитель И,Невский

Редактор И,Касарда Техред А.Кравчук Корректор С ° Черни

Подписное

Тираж 789

Заказ 72) 2/35

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производстненно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101