Датчик разности давлений Советский патент 1976 года по МПК G01L9/08 

1

Изобретение относится к области конт рольно-измерительной техники, в частности к датчикам разности давлений.

Известны датчики разности давлений, содержащие мембрану, соединенную с трансформаторным преобразователем деформации 1.Эти датчики имеют недостаточную точность при измерении нестационарных давлений.

По основному авт. св. Ne 344303 известен датчик разности давлений, содержащий корпус, в котором закреплены два манометрических чувствительных элемента, например плоские мембраны, и упругий коль девой элемент с преобразователем деформаНИИ в электрический сигнал, включенным в систему автогенератора и выполненным в виде пьезорезонатора, закрепленного в упругом кольцевом элементе так, что его рабочая ось расположена соосно с осью одной из мембран, перпендикулярной к оси другой мембраны, а упругий кольцевой элемент установлен в корпусе на шариковых опорах.

При изменении температуры частота собственных колебаний пьезорезонатора также изменяется и увеличивается температурная погрешность измерений.

С целью уменьшения влияния температуры на результаты измерений перпендикулярно оси пьезорезонатора в упругом кольцевом элементе закреплен дополнительный пьезорезонатор, электрически соединенный с преобразователем его деформации в электрический сигнал.

Преобразователь деформации дополнительного пьезорезонатора в электрический сигнал может быть вьшопнен в виде автогенератора.

Кроме того, преобразователь деформации дополнительного пьезорезонатора в элерический сигнал может быть выполнен в виде пьезоэлектрического фильтра, соединенного с выходом автогенератора.

На фиг. 1 представлен датчик разности давлений в разрезе; на фиг. 2 и 3 - блоксхемы аппаратуры для проведения с его помощью измерений.

В корпусе 1 закреплены две плоские мембраны 2 и 3, передающие давления F и Pj измеряемой среды через шариковые опоры 4 на упругий кольцевой элемент 5, в котором закреплены пьезорезонаторы 6 и 7 Рабочая ось пьезорезонатора 6 перпендикулярна плоскости мембраны 2 и параллельна плоскости мембраны 3, а рабочая ось пьезо резонатора 7 перпендикулярна плоскости мембраны 3 и параллельна плоскости мембраны 2. В схеме на фиг. 2 пьезорезонаторы 6 и 7 включены в автогенераторы 8 и 9, присоединенные к смесителю 10. Выход смесителя 1О соединен со входом часточ ного детектора 11, связанного с регистра тором 12. В схеме на фиг. 3 пьезорезонатор б включен в автогенератор 8, а пьезорезонатор 7 - в пьезоэлекрический фильтр 13, соединенный с выходом автогенератора 8. Выход фильтра 13 соединен со входом амплитудного детектора 14, связанного с регистратором 12. При действии на упругий кольпевой элемент разности давлений Р - Р, пьезорезонатор 6 сжимается, а пьзорезонатор 7 растягивается. Частота их собственных колебаний соответственно увеличивается и уменьшается. При изменении температуры частоты пьезорезонаторов 6 и 7 также изменяются, но изменения имеют одинаковые знаки и при осесимметричной форме упругого кольцевого пьезоэлемента и одинаковых парамет pax пьезорезонаторов 6 и 7 близки по вели чине. В схеме на фиг. 2 частотные составляю- щие сигнала, обусловленные влиясиием изменения температуры, взаимно компенсируются в разностном сигнале смесителя 10 и на вход регистратора 12 поступает сигнал, связанный лишь с величиной разности давлеВ схеме на фиг. 3 компенсация блияния температуры происходит за счет одинакового сдвига по частоте собственной частоты колебаний пьезорезонатора 6 и полосы пропускания пьезоэлекрического фильтра 13. Использование дополнительнохчэ пьезорезонатора с рабочей осью, перпендикулярной оси пьезорезонатора, и дополнительного преобразователя деформации в элекрический сигнад позволяет расширить температурнь й диапазон датчика разности давлений и повысить точность измерений. Формула изобретения 1.Датчик разности давлений по авт. св. X 344303, отличающийся тем, что, с целью уменьшения влияния изменения температуры на результаты измерений, перпендикулярно оси пьезорезонатора в упругом кольцевом элементе закреплен дополнительный пьезорезонатор, элекрически соединенный с преобразователем его деформации в электрический сигнал. 2.Датчик по п. 1, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что преобразователь деформации дополнительного пьезорезонатора в электрический сигнал выполнен в виде автогенератора. 3. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что преобразователь деформации дополнительного пьезорезонатора в электрический сигнал выполнен в виде пьезоэлектрического фильтра, соединенного с выходом автогенератора. Источники информации принятые во вни- ма1ше при экспертизе: 1. Агейкин Д. И. , Костин Е. Н. Кузнецова Н. Н. Датчики контроля и регулировании, М., Машиностроение, 1965, с. 594.