Датчик давления с частотным выходом Советский патент 1984 года по МПК G01L11/00 

{ik Изобретение относится к измерительной технике, в частности к частотньп4 датчикам давления, содержащим чувствительный элемент в виде плоской мембраны. По основному авт.св. К 263231 известен датчик давления с частотным выходом, в корпусе которого размещен анероидный чувствительный элемент и электромагнитные возбудитель и прием ник колебаний, причем чувствительный элемент, образованный двумя плоскими мембранами, изготовленными как одно целое с герметично скрепленными по контуру основаниями, соединен с корпусом пере ычкой, расположенной радиально по отношению к центру чувствительного элемента М. Известный датчик достаточно надежно работает при повышенных вибрациях и ударных ускорениях. Однако погрешность измерений у него высока, что обусловлено закреплением чувствительного элемента в приборе, не обеспечивающим акустическую развязку Цель изобретения - повышение стабильности и уменьшение влияния вибраций. Поставленная цель достигается тем, что датчик давления с частотным выходом снабжен кольцом с радиальными несквозными прорезями, чувстви;гельный элемент соединен с кольцом радиальной перемычкой, кольцо прикреплено к корпусу датчика в точке, диаметрально противоположной перемыч ке, а прорези в кольце выполнены рав номерно по окружности так, что длина средней линии, проведенной от перемычкидо точки крепления к корпусу,равна четверти длины , соответствующей рабочей частоте датчика. На фиг,1 представлена структурная схема датчика; на фиг.2 - четвертьволновая развязка, вид сверху; на фиг.З - то же, вид сбоку, на фиг.А и 5 - то же, вариант выполнения. Датчик давления содержит анероидную или мембранную коробку 1 с плоскими мембранами - резонатор, перемыч ку 2, кольцо прорезями, возбудитель 4 и приемник 5 колебаний мембран, усилитель 6 автогенератора, про рези 7 в кольце. Позицией 8 обозначе на длина средней линии между перемыч кой 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 7 V/f где V - скорость звука в материале; f - собственная частота колебаний резонатора. Например, если Y 5000 -, а с 10000 Гц, то - 0,5 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 возбудителя 4 колебаний, что также вызьгоает погрешности измерений. Для уменьшения влияния указанных источников погрешностей необходимо уменьшить связь механической колебательной системы - резонатора 1-е корпусом датчика в рабочем диапазоне частот. Для этого применена четвертьволновая развязка, введенная в известный датчик между перемычкой 2 и корпусом датчика. Четвертьволновая развязка вьтолнена в виде кольца 3 с несквозными радиальными прорезями 7, не перекрывающими одна другую, так что длина 8 акустической развязки равна четверти длины волны 7 При этом в рабочем диапазоне частот уменьшается перекачка колебательной энергии от реэонатрра 1 к корпусу датчика и от корпуса датчика к резонатору 1. Прорези в кольце выполнены или по его торцам или по обраэующим его боковой цилиндрической поверхности. Перемычка 2, соединяющая резонатор 1 с кольцом, расположена радиал но противоположно относительно мест закрепления кольца 3 к корпусу датчика. 70 Усовершенствование известного датчика давления с частотным выходом снижает нестабильность, влияние вибрации и соответстяенно Повышает точность измерений, Звеличение габаритных размеров датчика при этом незначительно.

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.

Ф14г.2

ФигЛ

X

Ч

,/

Фи1.3

Фиг. 5