Дифференциальный частотный датчик механических величин Советский патент 1979 года по МПК G01V1/16 

(54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ЧАСТОТНЫЙ ДАТЧИК МЕХАНИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

I

Изобретение относится к области элементов автоматики и измерительной техники и может быть использовано в геофизической аппаратуре при измерении усилия, давления, градиента давления, и в качестве дифманометра.

Известен дифферендиальный частотный датчик механических величин, содержащий герметизированный корпус, подвижно закрепленный на нем рычажньга преобразователь в виде прямой балки, на одном из торцов которой закреплены два идентичных сйльфона, а на другом торце - два идентичных пьезорезонатора 1.

Однако, наличие шарнира в конструкции известного датчика приводит к появлению слабой, тем не менее, нежелательной принципиальной нелинейности в нуле статической характеристики (типа люфт и излом характеристики), а конструкция концов рычага не позволяет эффективно использовать более дешевые серийные отечественные резо1наторы, в связи со сложностью их закрепления на жестком торце балки. Это приводит к уменьшению динамического диапазона датчика по

сравнению с потенциально возможным для тензочувствительных кварцевых резонаторов.

Цель предлагаемого изобретения - повышение линейности статической характеристики с одновременным увеличением, динамического диапазона, а также уменьшение стоимости изготовления.

Для зтого на противоположном от сильфонов торце рычайсного преобразователя и симметрично на корпусе вьптолнены две пары плоских гибких язьпсов, к каждой из которых жестко закреплены пьезорезонаторы, причем рычажный преобразователь закреплен посредством монолитной тонкой перемьгчки.

На чертеже изображена конструкция предлагаемого датчика. ,

Дифференциальный частотный датчик состоит из корпуса 1, рычага 2, подвижно закрепленного тонкой монолитной перемычкой 3 .с корпусом. Между корпусом и плечом рычага 4 жестко и симметрично закреплены два идентичных сйльфона 5..

На другом конце рычага на торце, и сим- . метрично им на |сорпусе монолитно выполнены в одной 11ЛОСКОСТИ две пары плоских язычков 6 и 7, на которых жестко закреяле-. ны два .иденпршых тензочувствительных пъезорезонатора 8. В корпусе npejQcrvfoipeHbi две тры ,гермеи1чных выводагых электродоз 9 для нрисоединения резонаторов к электро5шо55 сжене регистратора и две вде -ггичные плоские прш угольнью крышки 10 с крепежными .болтами 11 длг герметизаци15 . . Предлагаемый датчик работает следующим образом. Измеряемое мехаимеское воздействие (или в виде разности .давлений на сшьфонах 5; или давлею й на сийкфонах 5, или давления ш одном из сильфонов, или ycifflHfi, направленного вдоль оси с1Шьфонов и ютожешйзго к плечу 4 рычага 2) поступает на плечо 4 рычага 2 и повораотшает его, слепса изгабая иерелолшсу 3 и деформируя тензочувствйтеяькые резонаторы 8 таким oiSpaboM, что один . из резонаторов сжимается, другой растяпшается.В результате резонансная частота одного из резонаторов уменьшается, а другого увелшшва ется, обеспетавая тем самым дифферен.Щ1алЬ . HDctb датчика. Наличие в датчике, вместо шарнира перемьрк кн позйоляет 1юл}чкть более линейную реверсивную статическутЕо характерисижу с пр шданиальньш отсутствием люфта и излома. Это обусловлено более жестким закреплением, посредством иеремьики центра вращения ро Сравкешпо с шарюфом. Наличие гибких язычков 6 и 7 позволяет использовать в датчшсе дешевые серийные Кварце вые резонаторы, делая их более устойчивыми и прочным1Г 1с растяжшшю. Эет обусловлено leu, что габкйй язычок обеспечивает продолы1ыс -деформащш пьезошастным резонагорам,сшл«ш изтбиыё, йоторые могут привести к потере механической устойчивости при предельно допустимых нагрузках на резонаторах. дехнико-экояомические показатели предлагаемого датчика, обеспечиваемые новой сово купностью признаков, вьпне показателей известного. возмогатость использования серийшгх отечествйгаых пьезорезонаторов, затраты ш изготовление которых iio предварительным расчетаг-. в 7 раз меньше, чем стоимость резонаторов известного датшка. Увеличен динамический диапазон частотного пьезодатшка и уменьшена нелинейность типа шофт и излом характерисижи в нуле. Использовашге серийных резонаторов на захвате энерпш позволяет получить принципиально ллнейный даггшс с более высокой чувствщ-елшостью. Формула изобретения Диффере1ш:иальньга частотный датчик механических величтш, содержащий герметизированный корпус, подвижно закрепленный на нем рычажный преобразователь в виде прямой балки, иа одном из Торцов которой закреплеitti два идентичш тх сильфона, а на другом .два идентичных иьезорезонатора, отличающийся тем, что, с целью повыщешдя линейности статической харшстеристики с одновременным увеличением динамического диапазона, на противополомсном от сильфонов торце рьгчалдаого преобразователя и симметртио на корпусе вьшолнены две пары плоских гибких языков, к каждой из которых жестко закреплень пьезорезонаторы, причем рьпгажный преобразователь закреплен посредс-гаом монолигаой тонкой перемычки, йстошлиси информаздаи, nprnisTbte во вго мание при экспертизе 1. Приборы и элементы автоматики и вь1ислительной техгажи. Сб. статей,М, ВИНИТИ, ьш. 1, 1974, с. 1.

p+-jip

И

w, .ю

/

1

//

/