Датчик давления Советский патент 1987 года по МПК G01L11/00 G01L1/10 

f

Изобретение относится к приборостроению и может быть применено ,цля 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 анэроидную) коробку с жесткими центрами 2 и 3, струну 4, электромагнитные системы 5-8 возбуждения колебаний и электромагнитные 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 тон- кой раскатанной трубы.

Датчик работает следующим обра-. зом.

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 (повьшается). 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.

Повьщ1ение чувствительности датчик достигается за счет того, что усилия развиваемые 1ембранами чувствительно158392

го элемента, прикладываются поперек струны, что повьшает чувствительность струнного преобразователя по сравнению с известными датчиками, так f как растягивающее каждый рабочий участок струны усилие равйо

Р I 2Sind I

F

где F- усилие,, воздействующее на

рабочую ветвь Р - усилие, развиваемс е подвижным центром мембрАны; d - угол между направ; ением рабочей ветви cTpymJi и плоскостью мембранной коробки. TkK, например, при чувствительность одной рабочей ветви струны выше, чем у струны извест1р,1х датчиков, так как значение угла меньше 0,5.г

Чувствительность по выгодному сигналу датчика в четыре раза вьщ1е чувствительности рабочего участка

струны, так как выходной Сигнал датчика равен сумме сигналов |четырех систем съема колебаний . По- виброустойчивостиj т.е. точности работы датчика в усх овиях вибрации, достигается за ления его мембранной короёки по периферии между двумя кольцевыми опо- рами, Такое закрепление манометрической коробки резко повышает ее

виброустойчивость в широким диапазоне; частот, частота собственньгх колебаний мембран повьш1ается до 12 кГц и более (при закреплении чувствительного элемента за нижний центр часто

та порядка 250-300 Гц). I

Повьш1ение точности рабрты датчика при линейных ускореният достигается за счет симметричной кс1нструкции чувствительного элемента и струнного

преобразователя. Погрешности от линейных ускорений правой половины датчика компенсируются равньпф погрешностями с противоположным знаком левой половины датчика при суммироваНИИ сигналов систем съема Колебаний рабочих участков струны.

Изобретение обеспечивае т повышение чувствит гльности преобЬазователя по сравнению с известньии датчиками,

а также повьппение точности| датчика при работе в условиях . и линейных ускорений.

Системы возбуждения колебаний, соединенные между собой па заплельно.

г

подключены к электронному усилителю, на вход которого подается сигнал с систем съема колебаний, соединенных между собой последовательно. Одновременно от электронного усилителя сигнал съема поступает н а схему согласования и от нее потребителю. Форма выходных сигналов датчика прямоугольная, полярность положительная Схема работает в режиме автоколебаний на частоте собственного резонанса струны.

Формула изобретения

Датчик давления, содержащий мембранную манометрическую коробку с жесткими центрами и струнный преобразователь с электромагнитными систе мами возбуждения и съема колебаний.

Редактор О.Юрковецкая Заказ 2352/44

Составитель А.Соколовский Техред А.Кравчук

Тираж 776 ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

39 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

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 колебаний - последовательно.

Корректор. С.Шекмар Подписное

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