Способ изготовления высокотемпературного струнного датчика давления Советский патент 1989 года по МПК G01L11/00 G01L1/10 

Изобретение относится к измерительной тех1гике и может быть использовано при изготовлении высокотемпературных струнных датчиков давления.

Целью изобретения является повышение TOMHQCTH датчика в условиях действия на него высоких температур за счет уменьшения температурной по- погрешности.

На чертежа представлена конструктивная схема высокотемпературного струнного датчика давления.

Датчик состоит из манометрической пружины 1, на концах которой за- креплена ленточная струна 2, и электрод 3 с изолятором 4. Электрод имеет форму прямоугольной пластины. Все металлические детали датчика выполнены из одного и того же тугоплавкого металла, например сплава на основе ниобия с термостабильным ;-1одулем упругости.

Давление измеряемой среды Р пре- образуется манометрической пружино в силу натяжения струны F, при изменении которой меняется резонансная частота ее.колебаний f. Для определения этой частоты подают на элект-род переменное напряжение, которое за счет электростатическ1 х сил, возникающих между электродом и струной, возбуждают колебаьшя струны. Часто- тота этих колебаний явпяется выходным сигналом датчика.

Способ изготовления высокотемпературного датчика давления реализуеся следующим образом.

Исходный зазор между концами манметрической пружины выбирают таким, что он превышает рабочую длину стру

ны на (I,05-1,10)-|- ,где К

иначальК - жесткость

ное гатяжение струны; iv /г., .,1, Пружины. Затем пружину сжимают до зазора, равного рабочей длине струны, н закрепляют на ее концах ленточную струну. Таким образом, струна получает предварительное натяжение, превышающее на 5-10% заданное начальное натяжение F,. Параллельно плоскости струны с зазором 0,15-0,20 мм уста-г наиливают электрод и с его помоЩ1.ю возбуждают колебания струны на резонансной частоте и измеряют частоту этнх колебаний. Потом датчик нагревают до температуры, при которой в материале струны возникают явление

0

5

5

0

0

5

0

0

5

пластической деформации ползучести. Ползучесть развивается в напряженной металлической детали при нагреве ее выше некоторой, определенной для каждого металла температуры. Режим нагрева выдерживают до тех пор, пока частота колебаний струны не достигнет значения, соответствующего заданному начальному натяжению струны. Затем нагрев прекращают. Начальную частоту вычисляют по формуле при Р 0. В процессе нагрева датчика осуществляется его термическое старение, стабилизирующее состояние материала и снимающее неравномерность напряжения но сечению струны. I

Использование тугоплавкого материала с термостабильным мnдyлe i упругости и электростатического струнного преобразователя силы в частоту позволяет задавать начальное натяжение струны с погрешностью не превьшающей 0,5-1,0%,

Способ изготовления высокотемпературного струнного датчика давления позволяет уменьшить погрешность измерения давления путем обеспечения зад. 1Г ного начального натяжения струны с одновременным термическим старением датчика, а также упростить конструкцию дагчика за счет исключения узла мех. нического натяжения струны.

Формула изобретения

Способ изготовления высокотемпературного струнного датчика давления, включающий натяжение ленточной струны между концами чувствительного к давлению элемента и закрепление струны, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности датчика в условиях действия на него высоких температур за счет уменьшения температурной погрешности, струну закрепляют с предварительным натягом, возбуждают репонансные колебания струны и измеряют частоту этих колебаний, затем нагревают датчик до температуры, вызывающей пластическую деформацию струны, и выдерживают ре- Ж1ГМ нагрева до тех пор, пока частота колебаний струны не достигнет значения, меньшего на 10-15% ранее измеренного, после чего нагрев прекращают.

Изобретение может быть использовано для повышения точности датчиков, работающих в условиях воздействия высоких температур. Зазор выбирают между концами манометрической пружины 1 большим длины струны 2 на 10-15%, затем пружину сжимают, закрепляют на ее концах струну. Возбуждают резонансные колебания струны и измеряют частоту этих колебаний. Нагревают датчик до температуры, при которой происходит пластическая деформация струны, выдерживают нагрев до тех пор, пока частота колебаний струны не достигнет значения, меньшего на 10-15% измеренного ранее, после чего нагрев прекращают. Одновременно происходит термическое старение датчика. 1 ил.