Датчик давления с частотным выходным сигналом Советский патент 1989 года по МПК G01L11/00 G01L7/02 

фае./

Изобретение относится.к контрольно-измерительной технике, в частности к частотным датчикам давления, содержащим чувствительный механический ре- зонатор типа мембраны, и может быть использовано в системах автоматического контроля и управления о

Цепь изобретения - повышение точности измерений,

На фиг.1 изображен датчик давления с частотным выходным сигналом, разрез; на фиг,2 - чертеж кольцевой пружины, волнообразной в окружном направлении.

Датчик давления содержит чувствительный элемент в виде манометрической или анероидной коробки 1, выполненной из мембран 2 и 3, изготовленных за одно целое с кольцевыми массив ными основаниями,.герметично соединенными между собой. Коробка 1 закреплена за основание между торцовыми п верхностями цилиндрических вкладышей 4 и 5 систем возбуждения и съема колебаний. Во вкладьтах 4 и 5 закреплены электромагнитные поляризованные капсюля 6 и 7,

Коробка 1 фиксируется от смещения в посадочном месте вкладыша 5 высту- пом 8, контактирующим с центром боковой поверхности коробки 1, Цилиндрические вкладьппи 4 и 5 установлены в корпусе 9 датчика через амортизирующи прокладки 10 и 1J. Между контактными поверхностями основания коробки 1 и вкладышей 4 и 5 установлены плоские кольцевые эластичные прокладки 12 и 13, Для предотвращения неравномерной деформации прокладок 12 и 13 в ради- альном направлении при сжатии их между плоскими опорными поверхностями коробки 1 и вкладьппей 4 и 5, прокладки 12 и 13 выполнены Г или Т-образной формы с кольцевыми выступами, фиксиру емыми в кольцевых проточках 14 и 15 на опорных поверхностях вкладышей 4 и 5,

Упругий элемент установлен между крьппкой 16 датчика и амортизирующей прокладкой 10 и состоит из кольцевой пружины 17 (фиг,2), вьтолненной с тремя волнами, равномерно расположенными по окружности кольца. Кольцевая пружина 17 установлена в кольцевую проточку обоймы 18, обеспечивающей равномерную передачу усилия от пружины 17 на амортизирующ -ю прокладку 10.

O

5

0 5

О , д з

0

5

Глубина кольцевой проточки обоймы 18 выбрана из расчета, что при ударной погрузке на датчик в осевом направлении, превышающей максимально допустимое усилие сжатия пружины 17j обойма 18 соприкасается с крышкой 16, предотвращая повреждение пружины 17, На опорной поверхности обоймы 18 выполнены каналы 19 для выводов от электромагнитного капсюля 6 и подачи давления газа к чувствительному элементу 1 .

Коробка I зажата тарированным усилием между торцами вкладышей 4 и 5 через амортизирующие прокладки 10 и 11, эластичные прокладки 12 и 13, кольцевую пружину 17 и обойму 18 крьпикой 16, В корпусе 9 датчика выполнены каналы 20-22, а во вкладьщ1ах 4 и 5 - отверстия 23 и 24 для подачи к коробке 1 газовой среды.

При выполнении предлагаемой конструкции в виде датчика разности давлений, надмембранные объемы датчика, образованные внешними поверхностями мембран 2 и 3 и внутренними поверхностями вкпадышей 4 и 5, герметично отделены амортизирующими прокладками 10 и 11 и эластичными прокладками 12 и 13 от внутренней полости коробки 1, соединенной с каналом

20отверстием 25„

Датчик давления работает следующим образом.

Измеряемое давление через канал1э1

21и 22 корпуса 9, канал 19 обоймы 18 и отверстия 23 и 24 во вкладышах 4 и 5 подается в надмембранные полости датчика и, воздействуя на мембраны 2 и 3 анероидной коробки 1, деформирует их, изменяя жесткость и соответственно собственную частоту колебаний чувствительного элемента Электромагнит 7 возбуждает колеба1шя, а электромагнит 6 снимает сигнал с колеблющегося чувствительного элемента 1. Незатухающие колебания коробки на основной противофазной частоте поддерживает усилитель автогенератора (не показан), который соответствующим образом сфазирован.

Заменив анероидную коробку 1 на манометрическую и подавая измеряемые давления Р, и Р через каналы 20 и 21, получают датчик разности давлений ,-Oj, обладающий идентичными характеристиками по точности измерения .

Испытания опытных датчиков абсолютного давления показывают, что погрешность измерения давления не превьппает 0,1% при относительной температурной погрешности частотной характеристики не более 0,001% на 1°С и девиации частоты датчика 10%.

Ф о

рмула из. обретения Датчик давления с частотным выходным сигналом, содержащий чувствительный элемент в виде мембранной коробки из двух плоских мембран с кольцевыми основаниями, герметично соединенными по контуру, которые расположены между двумя цилиндрическими вкла дьпиами, несущими системы возбуждения и колебат1Й и устанонлеиными

в корпусе на кольцевых амортизирующих прокладках, отличающий- с я тем, что, с целью пов1.11::ения точности за счет уменьшения температурной и временной нестабильности частотной характеристики, он снабжен дополнительными кольцевыми амортизирующими прокладками, цилиндрической обоймой с кольцевой проточкой на торцовой поверхности и упругим кольцевым элементом, при этом дополнительные амортизирующие прокладки расположены между основаниями мембранной коробки и

вкладышами, а обойма с упругим кольцевым элементом, расположенным в коль- цево проточке, установлена между амортизирующей прокладкой одного из вкладышей и торцом корпуса.

Изобретение относится к датчикам давления с частотным выходным сигналом, имеющим чувствительный элемент в виде мембранной коробки. Целью изобретения является повышение точности за счет уменьшения температурной и временной нестабильности. Датчик содержит мембранную коробку 1, расположенную между двумя цилиндрическими вкладышами 4 и 5, установленными на кольцевых амортизирующих прокладках 10 и 11, и несущими системы возбуждения и съема колебаний 6 и 7, а также дополнительные амортизирующие прокладки 12 и 13 и упругий элемент 17 в виде кольцевой волнообразной пружины, установленной в кольцевой проточке обоймы 18, размещенной между торцом корпуса и амортизирующей прокладкой одного из вкладышей. 1 ил.

J Колиы, равномерно расположенных по OKJOIJ HOC/TJU

фиг.2