Частотный датчик давления Советский патент 1979 года по МПК G01L11/00 G01L7/08 

1

Изобретение относится к контрольнозмерительной технике- в частности к частотным датчикам давления, предназначенным для измереьия давления в устройствах автоматического контроля и регулирования.

Известный датчик содержит чувствительный элемент в виде сильфона, связанный с передаточными рычагами упругого элемента, выполненного за одно целое со стержневым силочувствительным резонатором, и систему возбуждения и съема колебаний. Для регулирования частоты колебаний стержневого .силочувствительного резонатора чувст вительный элемент - сильфон установлен с возможностью перемещения на передаточных рычагах упругого элемента, а консольные концы передаточных рычагов соединены регулируемой .пружиной, причем перемещением чувствительного элемента регулируется чувствительность, а изменением натяжения пружины - начальная частота колебаний стержневого

резонатора датчика 11 . Однако при регулировании начальной частоты изменяется чувствительность датчика, так как характеристика преобразования частотнрго датчика со стержневым силочувствительным резонатором является нелинейной функцией давления. Поэтому после регулирования начальной частоты необходимо проводить повторную регулировку чувствительности, что, в свою очередь, приводит к изменению начальной частоты из-оа изменения натяжения резонатора. Изменение натяжения резонатора обусловлено изменением усилия, развиваемого гофрами сильфона, имею5щими определенную жесткость. Это изменение усилия происходит при перемещении сильфона вдоль передаточных рычагов упругого элемента и его закреплении из-за изменения условий закреп0ления, зависящих от неточности параллельного перемещения сильфона вдоль передаточных рычагов и неточностей изготовления взаимных посадочных мест

36

сильфона и рычагов. Поэтому такие циклы регулирования начальной частоты и чувствительности в датчиках повторяются многократно и практически такой регулировкой обеспечивается совпадение с заданными значениями начальной частоты и чувствительности датчика с поррешностью не менее 0,5% величины ,максимального измеряемого давления.

Цель изобретения состоит в повышеНИИ точности регулирования частоты колебаний. В описываемом датчике это достигается тем, что он оборудован дополнительным упругим элементом с системой возбуждения и съема колебаний, причем сильфон и пружина установлены на разных упругих элементах, системы съема которых включены на смеситель частоты.

На чертеже схематически показан опи сываемый датчик, общий вид.

Он содержит упругие элементы 1 и 2 сильфон 3, пружину 4, системы 5 возбуждения колебаний, системы 6 съема колебаний, корпус 7, крышку 8 и стержневые резонаторы 9 и 10.

Упругий элемент выполнен с упругим шарниром и стержневым резонатором, а также с силопередающими рычагами за одно целое, как в известном устройстве. Для возбуждения колебаний стержневых резонаторов применена система возбухсдения и съема колебаний, состоящая Из возбудителей и преобразователей съемников колебаний, которые связаны

между собой через усилители обратной связи (на чертеже не иоказаны). Сильфон установлен с возможностью переме- цения вдоль передаточных рычагов первого упругого элемента в положение, при котором частота колебаний стержневого резонатора второго упругого элемента при максимально измеряемом давлении такова, что разность частотных сигналов второго стержневого резонатора, измеренных при минимальном и максимальном измеряемом давлении, соответствует заданному значению частотного сигнала. Так как регулирование чувствительности производится на первом элементе, то

частота колебаний второго стержневого резонатора принадлежащего второму элементу при этом не изменяется. Пружина .отрегулирована путем изменения ее натякения так, что начальная частота коле- аний второго стержневого резонатора такова, что разностный частотный сигнал стержневых резонаторов при минн-

«4

Мйльном изме)яемом давлении соответствует заданному начальному значению частотного сигнала. Так как регулирование заданного начального частотного сигнала производится на втором упругом элементе, то частота колебаний и чувствительность стрежневого резонатора первого упругого элемента при этом

не изменяется.

При подаче напряжения питания возникают поперечные колебания стержневых резонаторов. Выходным сигналом датчика является разностный частотный сигнал снимаемый с выхода смесителя частоты (на чертеже не показан), на вход которого подключены системы съема колебаний обоих упругих элементов. При изменении абсолютного давления внутри датчика сильфон, перемещаясь под действием давления, воздействует через передаточный рычаг и упругий шарнир на стержневой резонатор, растягивая или сжицая его. Частота колебаний стержневого резонатора при этом изменяется и, следовательно, изменяется выходной разностный частотный сигнал датчика, что свидетельствуе об изменении давления.

Экспериментальные данные показывают, что описываемый датчик давления позволяет осуществлять регулирование по заданному начальному значению час- тотного сцгнала с погрешностью не более 0,1% максимального значения сигнала в диапазоне измерений и по заданному значению чувствительности - с погрешностью не более 0,05% номинальног значения чувствительности.

Формула изобретения

Частотный датчик давления, содержа.ший упругий элемент с упругим шарниром и резонатором, сильфон, регулировочную пружину и систему возбуждения и съема колебаний, отличающис я тем, что, с целью повышения точности регулирования частоты колебаний, он оборудован дополнительным упругим элементом с системой возбуждения и съема колебаний, причем сильфон и пружина установлены на разных упругих элементах, системы съема которых включены на смеситель частотъ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 362211, кл. С 01 L 7/О6, 1972

7

6 5

s

f f

Ш