Частотный датчик давления
Использование: изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерения механических величин - силы, перемещения, давления. Сущность изобретения: датчик содержит корпус 1, закрытый мембраной 2. Внутри корпуса с помощью плоской пружины 3 натянута струна 4, подсоединенная к центральному выступу мембраны 2. Возбуждение колебаний и съем информации осуществляется устройством 5. При приложении к центральному выступу мембраны 2 сосредоточенной силы или давления к мембране 2 последняя прогибается , изменяется сила натяжения струны 4 и частота ее колебаний. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.
СОЮЭ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (si)s G 01 (11/DD
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) "1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 (21) 4936841/10 (22) 15.05.91 (46) 30.04.93.Бюл. М 16 (71) Научно-исследовательский институт прикладной механики (72) Ю.С,Кричевский (56) Авторское свидетельство СССР
М 317933, кл,G 01 L 11/00, 1970.
Авторское свидетельство СССР
М 51802, ил. G 01 1 11/00, 1937. (54) ЧАСТОТНЫЙ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ (57) Использование: изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерения механических величин — силы, перемещения, давления. Сущность изобретения: датчик содержит корпус
1, закрытый мембраной 2. Внутри корпуса с помощью плоской пружины 3 натянута струна 4, подсоединенная к центральному выступу мембраны 2, Возбуждение колебаний и съем информации осуществляется устройством 5, При приложении к центральному выступу мембраны 2 сосредоточенной силы или давления к мембране 2 последняя прогибается, изменяется сила натяжения струны 4 и частота ее колебаний. 1 з.п.ф-лы, 1 ил, 1812464
Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к частотным датчикам, и может быть -использовано при измерении механических величин — давления, усилия, перемещения.
Цель изобретения — повышение точности измерения давления и расширение функциональных возможностей датчика.
Для достижения этой цели известный струнный датчик, содер>кащий корпус, мембрану с центральным выступом и струну, один конец которой. подсоединен к центральному выступу мембраны, снабжен плоской пружиной с утолщением на одном конце, при этом другой ее конец закреплен на корпусе, второй конец струны связан с утолщением пружины, располо>кенной перпендикулярно струне, а пружина предварительно сжата. Датчик может быть снабжен сильфоном, закрепленным на корпусе, при этом полости сильфона и корпуса сообщены через отверстие в стенке корпуса, Перед установкой в датчик плоская и ружина предварительно заневоливается таким образом, чтобы в распрямленном состоянии она создавала требуемую силу начального натяжения струны.
Величина утолщ ния пружины и масса выступа в центре мембраны выбираются таким образом, чтобы статическая осадка концов струны в поле силы тяжести была бы одинаковой. TBM самым устраняется Влияние наклонов датчика на его показания, При изменении окружающей температуры 3 струне возникает допогнительное усилие
ЛР= =(-.,) й. С., (1) где 1с — длина струны; с, -козффициентлинейного расширения материала струны;
Q м — коэффициент линейного расширения материала мембраны;
Cc — продольная жесткость струны, В предлагаемом решении имеем:
h, Ð = 1:(а - а„) Ж - Сл, (2) где Сп — жесткость пружины;
Q к — коэффициент линейного расширение материала корпуса;
h < — приращение температуры, В предлагаемой конструкции жесткость
Сп пружины выбирается, по крайней мере, на порядок меньше, чем продольная >кесткость струны (Сп «Cc) Таким образом, дополнительное усилие в струне, а следовательно, и изменение частоты ее колебаний при изменении температуры будет, по крайней мере, на порядок меньше, чем в известном техническом решении.
Благодаря герметичности корпуса датчика его показания свободны от влияния влажности атмосферы.
Если предлагаемый датчик используется не в качестве измерителя давления, то для компенсации влияния давления на показания может применяться сильфон малой
"0 жесткости, соединенный с полостью датчика.
На чертеже изображен частотный датчик в разрезе.
Датчик содер>кит корпус 1, закрытый
15 мембраной 2. Внутри корпуса с помощью плоской пружины 3 натянута струна 4, подсоединенная к центральному выступу мембраны 2. Возбуждение колебаний струны и сьем информации осуществляется устройст20 вом5, Датчик работает следующим образом.
При приложении к центральному выступу мембрана 2 сосредоточенной силы Р мембрана 2 прогибается и изменяется сила натяжения струны, что приводит к изменению частоты ее колебаний, В этом режиме датчик может работать также как измеритель микроперемещений, Аналогичный эффект будет происходить
30 и при использовании датчика в качестве барометра, В этом случае атмосферное давление будет восприниматься мембраной 2 как распределенная нагрузка.
Если влияние изменения атмосферного
35 давления на показания датчика не>келательно, например, при измерении сил и перемещений, датчик снабжается дополнительным сильфоном 6 (показано пунктиром) для компенсации изменения давления, 40 Применение пружины 3 для создания натяжения струны 4 позволило повысить точность работы датчика при изменениях окружак>щей температуры, а благодаря герметичности конструкции его показания не зависят от изменения параметров окружающей атмосферы.
Формула изобретения
1.Частотный датчик давления, содержащий герметичный корпус с чувствительным
50 элементом и установленную в нем струну, устройство возбуждения и съема колебаний, при этом чувствительный элемент выполнен B виде мембраны с центральным выступом, а струна расположена перпенди55 кулярно плоскости мембраны и закреплена первым концом на ее центральном выступе, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен плоской пружиной с утолщением на одном конце, при этом другой ее конец закреплен на кор1812464
Составитель О.Полее
Техред М.Моргентал
Корректор Н.Кешеля
Редактор
Заказ 1572 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 пусе, второй конец струны связан с утолщением плоской пружины, расположенной перпендикулярнб струне, а плоская пружина предварительно сжата.
2. Датчик по и 1, отличающийся тем, что. с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения силы и линейных перемещений, он снабжен сильфоном, один торец которого закрыт, а другой закреплен на внешней стороне корпуса, 5 при этом полости сильфона и корпуса сообщены через отверстие, выполненное в стенке корпуса.
