Датчик давления Советский патент 1978 года по МПК G01L11/00 

Изобретение относится к области ко,нтрольно-измерительной техники, в частности к СВЧ-датчикам давления.

По ocHOBHOi-viy авт. св. № 324532 известен датчик давления, содержащий силолередающую подушку и упругий чувствительный элемент, 1выполне.нный в виде циландра с соосно р.азмещенмым в нем стержнем, образующим с цил.индром и силолередающей подушкой тороидальный резонатор.

Такой датчик не обладает вьгсокой чувствительностью и термостабильностью.

С .целью ловышения чувствительности и тер1мостабильности предлагаемый датчик имеет дололнительный тороидальный резонатор с лентральньгм лолым стержнем, расположенным с зазором относительно подушки симметрично основному резонатору, в днище резонатора закреплена меМбрана, соединенная с подушкой толкателем с диэлектрическим лакодечнжшм, размещенным внутри полого стержня Д01лолнительного резонатора, в торце стержня ооно-вного резонатора закреплен выст шающий диэлектрический вкладыш по фор1ме на.«о;нечника толкателя, а лодушка вьшоллена с углублением под диэлектрический вкладыш.

Па фиг. 1 схематически показан предлагаемый датчик в разрезе; на фиг. 2 - варйалт датчика для измерения разности давлений; на фиг. 3 - схема Измерительной аппаратуры.

Датчик содержит цилилдрические элементы 1 .и 2 с соосно размещенными в них стгржня.ми 3, 4. Стержень 4 выполнен полым. Между элементами 1 м 2 закреплена болтами 5 лодушка 6 в виде диска и прокладки 7, обеспечивающая необходимый зазор между подушкой и TOpuaiMH стержней 3, 4. Элементы 1, 2 вместе со стержнями 3, 4 II подущкой 6 образуют основной и дополнительный тороидальные СВЧ-резонаторы. Подушка имеет с каждой стороны кольцевые пазы 8, 9 глубллой более половины толщины подушки, расположенные соосно с соответствующими стержня.ми 3, 4. Пазы образуют в центральной части подущки мембран} 10.

В днище эле;мелта 2 закреплена мембрана 11 с жестким центром, соединенная с мамбраной 10 толкателем 12 с диэ тектричеоким наконечником 13. Толкатель 12 раз мещен ,в полости стержня 4. В тор-це стержня 3 закреплен выступающий диэлектрический вкладыш 14 по форме наконечника 13 толкателя, а мем брана 10 имеет углубление под вкладыш. Дно основного резонатора вылолнено в виде тонкой пластины 15, контактирующей с .винтом 16. Резонаторы имеют кабельные вводы 17, 18, 19, 20.

В датчНКе равлостн давлений, паказэИно м на фн1Г. 2, .конструкция основного и дополнительного резонаторов одинакова, стержень 3 выполнен полым, в днинде осн0(вного резо.натора закреплена мембрана 21, сседпненная с мембраной 10 толкателем 22 с диэлектрпческлм ,нп:ком 23.

В.воды 17, 18 датчика 24 давления соединены € СВЧ-генератором 25. Каждый из вводо;в 19, 20 подключен к демодулятору з .в,нде диода, соединенного с резистивно-емкостной . Выходы демодуляторов подключены к йхода.м балансного снлптеля 26, связанного с регистрирующим устройством (не локазано).

ДатчнК работает следуюии-iM образом.

Давление деформирует мембрану 11 и через тол.катель 12 с наконеч-нпком 13 действует на мембрану 10, -в результате че.го зазоры между ториз-ми стержней 3, 4 и мембраной 10 изменяются. При этом изменяется емкость резонаторов и их собственная частота, что ериаодит к модулядии СВЧ-сигнала в зависимости от приложенного давления. Связанный с давлением электрический сит.нал (Выделяют с помощью демодуляторов, а зател усиливают и регистрируют. Положение рабочей точки па амплитудно-настотйой характеристике резонатора регулируют с помощью впнта 16.

Сим метрич ная конструкция резонаторов обеспечивает наряду с новышение.м чувствительности высокую термостабильность. РЬменение темитературы ожружающей среды ириводит к одинаковым изменениям геометрических размеров обоих резонаторов. В результате сдвиги их резонансных частот и, следо;вательно, приращения выходных наиряжений таклсе оказываются одинаковыми, а разностное наиряжение на выходе балансного усилителя равно нулю.

Форм л а и 3 о б р е т е н н я

Датчик давления по авт. св. Л 324532, о т л и Ч а ю щ н и с я тем, что, с иелыо повышения чувствительноетн л термостабильности, он имеет дополнительный тороидальный резо-натор с центральным полым стержнем, расположенным с зазором относительно нодушки сим.метрично основному резонатору, в днище резонатора закреплена мем.брана, соединенная с подушкой толкателем с диэЛектрическим наконечником, раз.мещеиным внутри полого стержня донолнительного резонатора, в торце стержня основного резонатора закреплен выступающий диэлектрический вкладыш по форме наконечника толкателя, а подушка выполнена с углублением под днэлектрический вкладыш.

18