Датчик давлений Советский патент 1978 года по МПК G01L11/00 

соответственно, что позволяет поддерлшвать незатухающие поперечные автоколебания струн 10, М, 12 путем подключения их концов к трем электронным усилителям с положительной обратной свЯзыо. При этом концы струн 10, И, 12 электрически изолированы от корпуса 1. Для зашиты датчика от воздействия пыли, влаги И электромагнитных помех его верхняя часть закрыта защитным кожухом из -MarHiHTOMHriKoro материала. При отсутствии избыточных давлений (Pi ) мембраны 2 « 3 не П1рогибаются и частота собственных аюперечных колебаний струи 10, 11, 12 (фи1Г. 2, а) равна вполне определе-нно.му начальному фиксироваииому значению. Положим, что начальная частота сгруны 10 равна /Ло, струны и струны 12 - соответственно. При подаче в штуцеры 4 н 5 датч1ика избыточных давлений , обе мембраны 2 и 3 Ирогибаются на одинаковую величину. Соответственно стойки 6 и 7, жестко закрепленные на MCvViopanax п смешенные относительно их центров на одинаковую величину, поворачиваются ,на один и тот же угол (ф«г. 2,6). Поскольку гео1метрпчесиие ;размеры мембран 2 « 3 и стоек 6 7 одинаковы, в этом случае изменения велйчииы упругой деформации струны 11 не происходит И частота ее собственных поперечных колебаний остается неизменной и равной значению f°n. Величина начальной упругой деформации струны 10 увеличивается :на величину е и ее частота изметгяется И становится /10 /10+Л/,С, где А/10 - приращение частоты, функционально связанное с измеряемым даиленнем РЬ В иервом приближении , где Al -:коэффицие1гг пропорциональности.. Величина начальной уагругой деформации струны 12 уменьшается на ееличину s и ее частота также изменяется /12 /12 - А/12 где А/12 - нрнращс«1ие частоты, функционально связанное с .измеряемым давлением В первом приблпженИИ Ajiz KaP-z, где Кз - коэффициент ироиорциональности. Таким образом, в положепии, показаниом на фиг. 2, б, с выхода датчика одновременно получается информация о днвленни PI в виде электрического сигнала частоты /ю, о давЛенин PZ в виде частоты электрического сигнала и /12 и о разности давлений AP Pi - - в виде чаетоты электрического сигнала /ц. Рассмотрим случай, соответствуюший поло ке«ИЮ, когда измеряемые избыточные давления Pi И PZ не равны между собой, например и P2 Pi+AP (фиг. 2,0). Под действием 41вмерЯемых давлений мембраны 2 и 3 прогибаются, что вызывает угловое смещение стоек 6 и 7, закрбПленны:Х на мембранах 2 и 3. Вследствие геометрической симметрии Обеих половин датчика при правая стойка 7 поворачивается на угол ф+Аф, а левая 6 - на угол ф. Линейные перемещени. концов стоек 6 и 7 также оказываются неодинаковыми, в результате чего увеличивается Знругая деформация струны И и возрастает ее частота до значения - /п + А/,, ./п + К, (1 - PJ /п .. /а г , где А/11 - приращение частоты струны /ц, функционально связанное с измеряемой разностью давлений; PZ - Pi-«змеряемая разность давлен.ий; Kz -коэффициент пропорциональности. Таки.м образом, прпращение частоты струны является информацией о разности измеряе.мых давлений. Частоты струн и (фиг. 2, в} также изменяются на величину, пропорциональную измеряемым давлениям PI и 2 и равны еоОтветственио/, + А/,„ /и /с/Л; /i2 /i2-A/,,/,,-/СоЯ,. Как и в предыдущем случае, с датчика одновременно иолучается информация в виде тр-ех независимых частотно-модулированных выходных сигналов о каждом из измеряемых давлений и об их разности. Для повышения стабильности метрологических хара.ктеристик во времени все основные хзлы датчика - корпус, мембраны, с-тойки могут быть выполнены как одно целое из единой заготовки. Отсутствие стыков и уменьшение колнчества деталей существенно }меньшает возможные источнпкн релаксационных :ироцессов, что 0|беоиечивает иовышеиие стабИЛыюети метрологических характеристик. Формула изобретения Датчик давления, содержащий корпус, упругнй чувствительпый элемент и преобразоватс;1Ь исремешепий чувствительного эле.мента в частоту, о т ли ч а ю шийс я те.м, что, с целью возможности получения одновременной информации о двух з.меряе мых давениях и об их разности, в нем упругий чувтвительный элемент вынолнен в виде расоложен,ных в одной плоскости двух идентичых мембран, являющихся торцовыми частяи двух цилиндрическнх расточек, выполненых в корпусе, ри этом каждая .мембрана набжена одинаковой по высоте стойкой.

смещенной относительно, цеитра мембраны и расположенной перпендикулярно к плоскости мембраны и сен, соединяющей центры мембраны, а на торцовой плоскости .корпуса установлены л.ва кронштейна, причем между стойками, стойками и .кронштейнами закреплены концы трех струн струнных п-реобразокателей.

Источйики информаццн, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР№168505 кл. G OIL 11/00, 1961.

2.Вибрацнонно-част-отные преобразователи. Сборник научно-технических статей под ред. Л. Г. Эткина. Ч. 1, НИКИМП, М.. 1970, с. 134.

3 7 Щ 18 IS Э е

Риг /

Р,--Р,-р,

Рг p,