Датчик атмосферного давления с частотным выходным сигналом Советский патент 1977 года по МПК G01L7/12 

(54) ДАТЧИК АТМОСФЁЩОГО ДАВЛЕНИЯ С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДНЬМ СИГНАЛОМ Поставленная цель достигается тем, что в основании выполнены симметрично относительно его центра цилиндрические расточки, на торцовых выступах которых, лежащих в одной плоскости, закреплены по наружному фланцу по крайней мере две, например, ажрсшдные коробки, нижш1е и верхние центры которых соединены упруго прикреш1е1шымн к основанию плоскими пружинами, а между геометрическими центрами последних установлен чувствительный элемент струнного преобразователя. . На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый датчик, обирй вид в на фиг. 2 - то сверху. В основашш 1 вьшолнены расположенные шмметрично относительно его центра цшганщшческие {«сточки 2 с торцовьши выступами 3, лежащими в одноб вяоскосгв. На торцовых выступах закреплены по наружному фланцу 4 в помощью прокладок 5 и стопорных колец б по крайней мере две авероидпце коробки 7, нижние и веррше центры 8 кот(фых соединены элект{жчески иэолнр(тшьаа«& i.(& аиероидных KOpodeiK 7%Й йср$ к;решюш1{Ш к основанию 1 через tSiiiQCidie 1фуж1пш И малой жесткости. Струна 12 (чувстввтш1ьш 1Й элемент струнискго вреобразователя) уставовпеш ыёжру опоскамн пружнваАШ 9, закреплена в их геометрш ческих центрах и проходит в зоре полюсами постоянного магнита 13 струнного вреобра зователя (остальные часщ струнного преобразователя на чертеже не 1юказаиы). fffia уменьшения влияшя температурной пснгрешностя одна из плоских пруяшв9 выполнена &1метая1шческой. Струна 12 изготстлена из мопибдановЬго сплава, обладаквцего высоким пределом прочности. При понижении атмосферного давления происходит расширен а кящных коробок 7, а следовательно, и пережщение их центров 8. Сила AF, развиваемая при этом анершдньши коробками 7, передается «рез их иижние и верхние центры 8 на плоские пружины 9, которые, в свою очередь, передают силу на струиу 12. Чем больше жесткость KI плоских пружин 9 и меньше жесткость К; плоских пружин 11 тем ближе по величине сила Арк силе AF, но в принципе силаАЯ не может быть больше силы AF. Сила AF шреДеляется по следующей формуле: AF AF - Аа (4) где AF - оша развиваемая анерсмдными коробками при изменении атмосферного давления; AQ - сила, зависящая от жесткости плоских пружин; limAQ P; KI - Kj - 0. Для датчика, содержащего две анероидные коробки, сила AF определяется по следующей формуле: AF AP(S, +82), (5) где АР - Диапазон измерения атмосферного давления; 1 и 8з - эффективные площада анероидных оробок. Таким образом, при понижении атмосферного авления относительно начального (например, нормального атаюсферного давления РО) сила натяжения струны увеличивается. Работу предложенншо атчика можно описать следующей формулой: Fi FO + AFi , (6) где Ft- сола натяжения струны при атмосферном давлешш Pi; FO - на шльная сила натяжения струны П1Ж нор уш1ьном атмосферном давлении РО; AF J - определяется по формуле (4). , Огедрвательно, расширение диапазона измерения атмосферного давления АР не зависит от величины начальной силы натяжения FO струны. В предложенном в одной плоскости может быть установл 1Шэ i коробок, что обаспёчивает/ Шч ш Хтиввой площади, а это, в свою 1ЙЁред1/,Шдет1С11СФышению чувствительности лЬЙика.:. Уменьшение злк«(тя уосорений, наклонов датчика и его температурной погрешности на тоткость измерения достигается соответственно за счет увеличения жесткости конструкции, датчика, упругого прикрепления плоских пр)гжин к основанию и ишользования биметаллической пластины. Предложенный датчик обеспечивает измерение атвлосфериого давления в: диапазоне от 1050 до 680 мбар без регухшрсгаки начального натяжения стру1:ъ1. Точность измерения находится, в пределах точности образцового ртутного манометра МБП, Формула изобретения Датчик атмосферного давлешш с частотным выходным сигналом, содержащий основание, упругие чувствительные элементы и струнный преобра ватель, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона- изм$| яия и повышения чувствительности , ia выполнены симметрично с Тй0сите;1 йо его цен1фа фшиндрические расточки, на topi OBbix выстуйах которых, лежащих в одаой плосксюти, закреплены по наружному фланцу по крайней мере две. напртмер, анероидные коробки, Ш1жние и верхние центры которых соединены упруго п жкрепленными к основанию плоскими пружинами, а между геометрическими центрами последних устансжлен чувствительный элемент струнного преобразователя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Патент США 3098388, кл. 73-84 Э, 1966. 2.Новшцсий ШВ. .и. др. Цифровые приборы с частотными датчиками, Л„ Энергия, 1970.