Устройство для измерения разности давлений Советский патент 1988 года по МПК G01L9/08 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пьезо резонансньм датчикам разности даште- ний, и может быть использовано в авиационной 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 из камеры 1 с двумя входными отверстиями для подачи измеряемых давлений Р и Р, преобразователя разности давлений в усилие, выполненного в виде трех мембрай 2, 3 и 4. С мембранами 3 и 4 через силопередающие элементы, представляющие собой жесткие центры 5 и 6, подсоединенные к мембранам 3 и Д, и прикрепленные к жестким центрам упругие держатели 7 и 8, соединены преобразователи усилия в частоту, выполненные в виде силочувствитель- ных кварцевых резонаторов 9 и 10, прикрепленных соответственно к держателям 7 и 8. Кварцевые резонаторы 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 1А подключены резонаторы 9 и 10 соответственно. Мембрана 2 разделяет камеру 1 на две полости и воспринимает измеряемые давления Р и Р ц, 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, прикрепленньм 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 присоединяется к камере 1 электронно-лучевой сваркой, крепление мембран 3 и 4 к стенкам камеры 1 - с помощью роликовой шовной сварки. Рычаг 18 при- крепляетс я 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

Г ерметичмые полости 16 и 17 откачиваются до давления не 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 рьиагом.18 с противоположной стороны от опоры 19. Держатель 7 с

О резонатором 9 может быть установлен на отдельном основании 21, а держатель 8 с резонатором 10 - на аналогичном основании 22. В этом случае крепление оснований 21 и 22 к стен5 ке камеры 1 производится вакумноплотньтм швом с помощью э-лектронно-лу чевой сварки. Крепление жестких центров 5 и 6 к мембранам 3 и 4 осуществляется вакуумным клеем. Мембраны

0 2, 3 и 4, корпус камеры 1 и рычаг 18 выполняются, например, из дисперсионно твердеющего материала, а резонаторы 9 и 10 - из кварца АТ-среза. Устройство работает следующим об5 разом.

Если давления Р и Р равны между . собой, то система мембран 2, 3 и 4 совместно с рычагом 18 находится в равновесном состоянии и силочувстви0 тельные резонаторы 9, 10 не воспринимают нагрузки. При превышении одного из давлений, например Р Pg 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 ле- Bbtfi конец рьтчага 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 i eHepaTo- pa 14 частота f уменьшается.

В случае, когда Р i система мембран и рычаг 18 работают в обратную сторону, при этом на резонатор 9 действует усилие растяжения, а на резонатор 10 - усилие сжатия.

0 Форму л а изобретения

Устройство для измерения разности давлешш, содержащее корпус с ра- бочей камерой, преобразователь раз- 5 ности давлений в усилие, выполненньш в ниде трех мембран, одна из которых - измери гепр.ная - разделяет камеру на две полости, снабженные вход5

0

31413 53

ными отверстиями, а две другие обра- ханических воздействиях, в него вве- зуют со стенками камеры два герметич- ден двyплe ий рычаг, шарнирно уста- ных объема, в которых размещены пре- новленный на опоре, а мембраны, обра- образователи усилия в частоту, выпол- зующие со стенками камеры герметич- ненные в виде кварцевых резонаторов, ные объемы, расположены в одной плос- которые связаны через силопередающие кости и их центры жестко соединены элементы с мембранами, и дифферен- с концами,рычага, а опора рычага раз- циальную измерителъную схему, н кото- мещена на стенке камеры между центра- рую включены резонаторы, о т л и - ш мембран, причем один конец рыча- чающееся тем, что, с целью га жестко связан с центром измери- повьппения точности измерения при ме- тельной мембраны.

Изобретение относится к измери- тельной технике, в частности к пьезо- резонансным 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 ,со- бой, 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