Датчик давления Советский патент 1988 года по МПК G01L11/00 G01L1/10 

(Л

с

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения повышение надежности, чувствительности и точности измерений. Устр-во предотвращения резонансной раскачки трубки I выполнено в виде струны 13, .идентичной .по частотным характеристикам основной струне 5 и расположенной симметрично ей относительно оси трубки 1. Для управления струной 13 датчик снабжен взаимодействуккцими с ней катушками возбуждения I4 и съема 15 ее колебаний. В датчике предусмотрена возможность варьирования направлением намотки катушек, их намагниченности, а также типом соединения начал и концов их обмоток. 7 з.п. ф-лы, 9 ил.с 9

6 9

2 16

4

00

о

О)

1 ГЗ

(риг1

14)

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к датчикам давления виброчастотного типа и может быть использовано в ряде областей техники, преимущественно в качестве первичного преобразователя в системах автоматического контроля и регулирования.

Целью изобретения являются повышение надежности, чувствительности и точности измерений.

j На фиг, 1. представлена принципиальная конструктивная схема датчика; на нг.2 - сечение А-А на фиг.1; на |)иг,3 - принципиальная схема движения эсноБНой и дополнительной струн; на фиг.4 - симметричное расположение картушек возбуждения; на фиг.5 - асимметричное расположение катушек возбуж дения; на фиг.6-9 - различные варианты варьирования направлением обмотки и намагниченности катушек съема и соединением начал и концов их обмоток

Датчик давления имеет чувствитель- ный элемент, выполненный в виде заглушенной с одной стороны трубки 1, в внутреннюю полость 2 которой осуществляется подвод контролируемого датчиком давления через канал 3 в штуцере 4. Датчик имеет также вибрирующий |элемент, выполненный, в частности, В виде струны 5, жестко связанной одним своим концом со штуцером 4 через Корпусную деталь 6, в которой трубка |1 установлена, а другим - с трубкой 1 через наконечник 7 трубки. Приблизительно параллельно основной струне р расположен кронштейн 8, который Ьдним концом 9 связан с корпусной деталью.6. Другой конец 10 кронштейна консольно свободен и в нем размещены катушка 1J съема и катушка 12 возбуждения колебаний основной струны 5.

Ус.тройство предотвращения резонансной раскачки трубки 1 выполнено в виде дополнительной струны I3, идентичной по частотным характеристикам основной струне 5 и расположенной симметрично ей относительно оси трубки 1. Для управления дополнительной струной 13 датчик снабжен взаимодейст вукщими с ней дополнительными катушками возбуждения 14 и съема 15 ее колебаний, расположенными в кронштей не 16, связанном одним из своих концов с корпусной деталью 6, В датчике предусмотрена возможность варьирова

п

5

0

5

0

5

0

5

ния направлением намотки катушек, их намагниченности, а также типом соединения начал 17 и концов 18 их обмоток 19о

Датчик давления рабо , ает следую- 1ЩМ образом.

Контролируемое давление попадает во внутреннюю полость 2 трубки 1 и преобразуется в ней в растягивающее трубку усилие, которое увеличивает натяжение струны 5, в связи с чем напряжение в ней возрастает и увеличивается частота ее собственных колебаний, возбуждаемых катушкой 12. Приемная катушка 11 фиксирует это изменение, что позволяет при соответствующей градуировке фиксировать изменение контролируемого давления. . Благодаря наличию дополнительной струны 13, идентичной основной-струне 5 по частотным характеристикам, и катушек 14 и 15 в конструкции датчика появляется не только элемент (струна 13), выполняющий роль тяги, препятствующей движению трубки в сторону катушек 11 и 12 и изменению зазора между ними, но и появляется возможность за счет специфического управления катушками 14 и 15 обеспечить симметричное встречно-разностороннее движение струн 5 и 13, благодаря чему достигается полная симметричность нагрузок на трубку 1 и устранение условий, вызывающих ее раскачку. Предусмотрено два варианта обеспечения симметричности движения струн. В первом варианте катушки 12 и 14 возбуждения расположены симметрично относительно оси трубки 1 и соответствующих им струн 5 м 13, причем катушки вкпючены синфазно (фиг.4)..В этом варианте каждая из катушек притягивает свою струну в один и тот же момент, что и обеспечивает показанное на фиг.З симметричное движение струн. Во втором варианте катушки-12 и 14 (фиг.5) расположены асимметрично относительно трубки 1 и соответствующих иМ струн 5 и 13, а их электрическая запитка осуществлена в противофазе. Благодаря этому в тот момент, когда катушка 12 воздействует на струну 5, катушка 14 мол- чит и сопротивление изгибу трубки 1 в сторону катушки 12 обеспечивается за счет упругости дополнительной струны 13, а в тот MOMeHTj, когда действует катушка 14, соответственно молчит катушка 12 и роль препятст

вующей изгибу трубки тяги играет струна 5.

Для дополнительного повышения симметричности нагрузок путем устранения влияния наводимых в обмотках ЭДС, связанных с движением трубки, предусмотрено последовательное соединение катушек гъема основной и дополнительной струн с возможностью сложения ЭДС наводимых движением струн, и вычитания ЭДС, наводимых движением трубки. Эта возможность сложения-вычитания ЭДС обеспечивается за счет варьирования направлением намотки и намагничен ности катушек съема и различным соединением между собой начал и концов их обмоток. В частности, возможны четыре варианта. В первом варианте катушки 11 и 15 съема намотаны в одну сторону, намагничены в разных направлениях, причем катушки электрически соединены между собой началами I7 или концами 18 своих обмоток 19 (фиг.6), Во втором варианте катушки намотаны в разныа стороны, намагничены в разных направлениях, а конец 18 обмотки 19 одной из катушек электрически соединен с началом 17 обмотки другой катушки (фиг.7). В третьем варианте катуш- ки намотаны в одну сторону, намагничены в Одном направлении, причем конец обмотки одной из катушек электрически соединен с началом обмотки другой (фиг.8). В четвертом варианте катушки намотаны в разные стороны, намагничены в одном направлении, причем катушки электрически соединены между собой началами или концами своих обмоток (фиг.9). Во всех четырех вариантах, как это видно при рассмотрении возникающих электродвижущих сил, за счет последовательного соединения катушек съема основной и дополнительной струн и соответствующего варьирования направлением намотки и намагниченности при определенном соединении концов и начал обмоток достигается сложение ЭДС, наводимых движением струн, и вычитание ЭДС,наводимых движением трубки. Это приводит к дополнительному устранению факторов могущих вызвать несимметричное нагру

жение трубки, а следовательно, к полному предотвращению возникновения ее резонансной раскачки. Формула изобретения

тем, что, с целью повьшгения его надежности, чувствительности и точности измерений, устройство предотвращения резонансной раскачки трубки выполнено в виде дополнительной струны, иден-г тичной основной струне по частотным характеристикам и расположенной симметрично ей относительно оси трубки, а датчик снабжен взаимодействуюошми с этой струной дополнительными катушками возбуждения и съема ее колебаний

5

д 5 о

5

0

55

ния колебаний основной и дополнительной струн расположены симметрично относительно оси трубки и соответствующих им струн и включены электрически синфазно.

4,Датчик попзЗ, отличающийся чем, что катушки съема колебаний основной и дополнительной струн намотаны в одну сторону, намагничены в разных направлениях и электрически соединены между собой концами или началами своих обмоток.

А-А

гз

J6

риг.2

П12

У

/3- у фигЛ f

i f

tpuS

11

12

У

/3

7

фиг. 5

фиг. 7

ffus. 8