Датчик давления Советский патент 1989 года по МПК G01L11/00 G01L11/02 

зеркальная площадка, служащая отражающей поверхностью измерительного канала волоконно-оптического преобразователя. Для повышения точности за счет уменьшения погрешности от изменения линейных размеров элеметов конструкции при изменении температуры введен компенсационный канал, отражающей поверхностью которого служит утолщенная периферийная часть 2 мембраны. Между отражающими поверхностями обоих каналов установлена светозащитная перегородка, выполненная в виде кольца 11. Световоды 9, 10 и 7, 8 измерительного и компенсационного каналов закреплены в плате 6 корпуса 1 , их тЪрцы установлены над соответствующими отражающими поверхг; ностями и расположены в плоскости, параллельной плоскости мембраны. Выходные торцы световодов 7,9 установлены перед фотоприемниками 13, 14, электрически соединенными с соответ- ствующими электронными преобразователями. Сигналом компенсационного канала вводится поправка в выходиую характеристику датчика при возникновении погрешности от воздействия температуры. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к датчикам давления с электронными волоконно-оптическими преобразователями, и позволяет повысить точность измерения. Датчик содержит мембрану с жестким центром 3, на котором выполнена зеркальная площадка, служащая отражающей поверхностью измерительного канала волоконно-оптического преобразователя. Для повышения точности за счет уменьшения погрешности от изменения линейных размеров элементов конструкции при изменении температуры введен компенсационный канал, отражающей поверхностью которого служит утолщенная периферийная часть 2 мембраны. Между отражающими поверхностями обоих каналов установлена светозащитная перегородка, выполненная в виде кольца 11. Световоды 9, 10 и 7, 8 измерительного и компенсационного каналов закреплены в плате 6 корпуса 1, их торцы установлены над соответствующими отражающими поверхностями и расположены в плоскости, параллельной плоскости мембраны. Выходные торцы световодов 7, 9 установлены перед фотоприемниками 13, 14, электрически соединенными с соответствующими электронными преобразователями. Сигналом компенсационного канала вводится поправка в выходную характеристику датчика при возникновении погрешности от воздействия температуры. 2 ил.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при разработке датчиков давления с оптоэлектромными волоконными преоб- разователями.

Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения температурной погрешности.

На фиг.1 приведена конструктивная схема предлагаемого датчика; на фиг.2 - его функциональная блок -схема

Датчик содержит корпус 1 (фиг.1), плоскую мембрану с утолщенной периферийной частью 2 и жестким центром 3, штуцер 4, кольцо 5 и плату 6.

В плате 6 попарно смонтированы световоды 7,8 и 9,10. Световоды 9 и 10 принадлежат рабочему каналу преобразователя, их торцы установлены над жестким центром 3 мембраны, а световоды 7,8 - компенсационному, их торцы установлены над поверхностью периферийной части мембраны. Торцы всех световодов располагаются в одной плоскости.

Поверхности жесткого центра мембраны и ее периферийной чарти имеют зеркальную чистоту и служат отражающими поверхностями соответственно рабо- чего и компенсационного преобразова-телей.Расстояние от торцовых плоскостей световодов до отражающих поверхностей задается толщиной кольца 5.

В периферийной части мембраны и плате 6 выполнены канавки, в которые вставлено кольцо 11, служащее световым экраном между отражающими поверхностями обоих преобразователей. Наружные торцы световодов 8 и 10 установлены перед источником 12 света. Светвод 7 соединен с фотоприемником 13, а световод 9 - с фотоприемником 14, Выходы фотоприемников 13 и 14 соединены с входами соответствующих электронных преобразователей 15 и 16 (фиг.2). Выходы преобразователей 15 и 16 соединены с входами устройства 17 корректировки температурной погрешности, выход которого соединен с входом регистрирующего I считывающего ) прибора 18.

Датчик работает следующим образом

Измеряемая среда через штуцер 4 подводится в приемную полость датчика и воздействует на мембрану. При включенном питании световой поток от источника 12 по световоду 10 подводится к мембране, отражается от ее центра 3 и световодом 9 подается на фотоприемник 14, где преобразуется в электрический сигнал, который через, электронный преобразователь 16 и устройство корректировки 17 передается регистрирующему прибору 18.

При изменении давления мембрана деформируется и расстояние между ее центром 3 и торцовой поверхностью световодов 9 и 10 изменяется. При этом изменяется интенсивность отраженого потока, поступающего на фотоприемник 14. Сигнал фотоприемника 14 прпорционален давлению, проходит через преобразователь 16, устройство корректировки 17 и регистрируется прибо -ром 18. Сигнал с фотоприемника 13 компенсационного преобразователя при

этом остается постоянным, так как расстояние между торцовой поверхностью световодов 7,8 и отражающей поверхностью {утолр;енной периферийной части мембраны) от изменения давления не меняется.

При изменении температуры окружающей среды за счет изменения линейных размеров деталей расстояние между отражающей поверхностью жесткого центра 3 мембраны и торцовой поверхностью -световодов 9,10 будет изменяться.

Для компенсации температурной погрешности используется сигнал компенсационного канала преобразователя Сигнал этого канала в процессе изменения давления, но при нормальной температуре остается постоянным. Он изменяется только при изменении температуры. Устройство 17 корректировки температурной погрешности настроено так,что использует изменение выходного сигнала компенсационного канала преобразователя 15 для корректировки выходной характеристики датчика.

Датчик может работать как от источника постоянного света, так и от импульсного. При использовании им- .пульсног о источника светового потока количество световодов может быть сокращено на половину и установлено по одному в каждом канале. При этом будет использоваться не пространственное , а временное разделение прямого и отраженного световых потоков.

Благодаря тому, что отражающие по- 0 вьтолнены в плате и периферийной час- верхности обоих каналов расположены в ти мембраны.

15008896

в одной плоскости, а торцоиые поверхности свет оводов-в другой (своей) плоскости, в предлагаемом датчике удается выделить сигнал, обусловленный изменением линейных размеров элементов датчика от изменения температуры.

0 Формула изобретения

Датчик давления, содержащий мембранный чувствительный элемент с утолщенной периферийной частью, закрепленный в корпусе, и первый волоконно- оптический преобразователь, выполненный в виде излучающего и приемного световодов с источником света и фотоприемником, причем концы световодов закреплены в плате и торцы их установлены напротив жесткого центра мембраны, который выполнен с отражающей поверхностью, отличающийся тем, что, с целью повьше- ния точности за счет уменьшения температурной погрешности, в негр введен второй волоконно-оптический преобразователь с фотоприемником и излучающим и приемным световодами, концы которых закреплены в плате, а торцы расположены в одной плоскости с торцами световодов первого волоконно-оптического преобразователя напротив утолщенной периферийной части мембраны, причем между световодами первого и второго преобразователей установлена светозащитная перегородка, вьшолненная в виде кольца, вставленного в канавки, которые