ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДНЫМ СИГНАЛОМ12 Советский патент 1974 года по МПК G01L11/00 G08C19/16 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к вибрационно-частотным датчикам, предназначенным для измерения давления газообразных и жидких сред.

В известных датчиках давления, содержащих цилиндрический резонатор, используется электромагнитная система возбуждения, что значительно ограничивает применение иеферромагнитных материалов для изготовления резонаторов, так как широко приме1няемые для изготовления упругих чувствительных элементов такие материалы, iKaiK кварц, бериллиевая бронза, непригодны.

В предлагаемом датчике для упрощения конструкции, а также обеспечения возмо кности «юпользоваиия резонаторов как из ферромагнитных, так и из немагнитных материалов, постоянные магниты, в количестве, кратном двум, располол ены вокруг резонатора так, что образуют квадрупольное магнитное поле, между полюсами которого находятся электроды емкостной системы съема, а концы резонатора подсоединены к источнику переменного тока.

На фиг. 1 изображен датчик, разрез; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема системы возбуждения; на фиг. 3-8 - разрез по А-А на ф.иг. 1 с возможными вариантами выполнения магнитной цепи, обеспечивающей создание вокруг резонатора квадрупольного магнитного поля.

Датчик включает цилиндрический корпус / из магиитомягкого материала, в который 5 запрессованы постоянные магниты 2, в количестве, кратном двум, расположенные вокруг резонатора 3, выполненного в виде цилиндрической тонкостенной трубы, с одного конца -которой закреплен хвостови к 4 под1воля0 щего щтуцера 5, а с другого - заглушка в с глуХИм отверстием, предназначенным для подпайки выводов 7 для включения резонатора 3 в схему системы возбуждения, и изолятор S, исключающий возникновения в ре зонаторе продольных напряжений при изменении его длины с изменением температуры. Второй конец корпуса 1 закрыт штуцером 9. Корпус } соединен с штуцерами 5 и 9 герметично. Вокруг резонатора 3 размещены электроды 10 емкостной системы возбуждения, которые образуют с внешней цилиндрической поверхностью резонатора 3 конденсаторы, соединенные между собой -папарно па раллельно и подключе :1;ые через сопротивления TI и Г2 к источнику постоянного напряжения / и к усилителю 12. В некоторых вариантах выполнения магнитной цепи вводятся концентраторы магнитного потока 13, изQ готавливаемые из малннтомягких материалов с высокой индукцией насыщения. ,:./ ,.:,:Я| : (f.. 3 inf :r, .j 1 «r-Wa . . j Датчик работает следующим образом. Измеряемое давление через штуцер 5 подводится во внутреннюю полость резонатора 3, образующего вместе с емкостной системой возбуждения электромеханическую авто- 5 колебательную систему, частота колебаний которой равна частоте собственных колебаний резонатора 3. Система возбуждения поддерживает незатухающие изгибные колебания резонатора 3. При колебании резонатора Ю 3 излтеняются емкости конденсаторов, образованных электродами 10 и внещней цилиндрической поверхностью резонатора 3. Вследствие этого на входе {усилителя 12 шоявляется переменное напряжение той же частоты, 5 как и частота колебаний резонатора, которое подается на резонатор 3. При протекании через резонатор переменного тока на пего действуют силы, обеспечивающие его дальнейшую раскачку. Выходной сигнал усилителя 12 является одновременно и выходным сигналом датчика. 20 4 фазовую характеристику усилителя 12 подбирают так, что в рабочем диапазоне частот выполняются условия самовозбзждения. Благодаря этому в системе поддерживаются незатухающие колебания, частота которых однозиачно связана с измеряемым давлением. Предмет изобретения Датчик давления с частотным выходным сигналом, содержащий чувствительный к давлению цилиндрический резонатор и постоянные магниты, отличающийся тем, что, с целью упрощения констрзкции, а также обеспечения возможности использования резонаторов как из ферромагнитных, так и из немагнитных материалов, в нем постоянные магниты, 8 количестве, кратном двум, расположены вокруг резонатора так, что образуют квадрунольное магнитное поле, между полюсами которого -находятся электроды емкостной системы съема, а «ояцы резонатора подсоединены к источнику переменного тока.

ud 5

Фиг v

Фиг 8