Датчик давления с частотным выходом Советский патент 1980 года по МПК G01L11/00 G08C19/16 

(54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДОМ

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, а именно к датчи кам давления. Известны датчики давления, содержащие мембрану и резонатор, изготовленный из любого электропроводного материала, помешенный в магнитное поле и включенный в мостовую схему . Один конец резонатора изолирован от корпуса. Однако этот датчик характеризуется недостаточной стабильностью вследств11е несовершенства заделки концов резонато ра. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является датчик давления с частотным вьосодом, содержащий корпус упругого элемента, резонатор, выполненный в виде прямоугольной перемычки, соединенный кронштейнами с упругой плоской мембраной, электромагнитные возбудитель и преобразователь механических колебаний в виде электромагнитных катушек и усилитель I.2J. Однако этот датчик характеризуется недостаточной точностью измерения агрессивных сред вследствие коррозии упругого элемента. При-изготовлении датчиков из стойких к агрессивным средам материалов осуществить возбуждение автоколебаний .не представляется возможным. Цель изобретения - повышение точности измерения давления агрессивных сред за счет исключения коррозии мембраны, изготовленной из немагнитных материалов. Эта цель достигается тем, что в предлагаемом датчшсе установлен постоянный магнит, взаимодействующий с резонатором электрически подсоединенным к выходу усилителя, а катушки размещены на магнитопроводах, охватывающих кронштейны, и включены согласно и последовательно с входом усилителя. На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого датчика. Датчик давления с частотным выходом одержит упругий элемент I с мембраной 2, на которую через штуцер 3 полается

измеряемое давление, перемычку 4 и кронштейны 5 и 6, изготовленные за одно целое с упругим элементом. Кронштейны 5 и 6 охватывают замкнутые магнитопроводы 7 и 8 с катушками 9 и 10. В непосредственной близости от перемычки 4 установлен постоянный магнит 11. Катушки 9 и 10 соединены между собой согласно и последовательно и подключены к входу усилителя 12. Выход последнего одним проводом подключен к упругому элементу 1 в месте соединения кронштейна 6 с мембраной 2, а другим проводом - к кронштейну 5 в месте соединения его с вибрируюшей перемычкой. При такой схеме выходное напряжение усилителя подключено к двум параллельно соединенным . Первая ветвь состоит из перемычки 4 и кронштейна 6, а вторая - из кронштейна 5 и мембраны 2 с упругим элементом 1. По первой ветви течет ток 1- а по второй - ток причем Р прохождении тока - через перемычку 4 за счет его взаимодействия с магнитным полем постоянного магнита 11 возникает сила, отклоняющая перемычку 4 от состояния равновесия. При совпадении частоты тока I-) с резонансной частотой перемычки она начинает колебаться. При ее колебании в магнитном поле постоянного .маг- нита в перемычке 4 наводится ЭДС. При этом в замкнутом контуре, образованном перемычкой 4, кронштейнами 5 и б и мембраной 2, протекает ток от данной ЭДС и на катушках 9 и 1О появляется напряжение, вызванное колебаниями. Так как катушки включены согласно и последовательно, .напряжения с катушек складываются и подаются на вход усилителя 12. Для разделения возбуждающегося и наведенного напряжения число витков в катушке 1О берется больше чем в катушке 9 в П

раз. Тргда при протекании токов i и ij.

наведенные напряжения в катушках 9 и

1О будут равны и противоположны по фазе, так как направления токов i и т противоположны на участке перемычка 4 - кронштейн 5 - мембрана 2 - кронштейн б. Таким образом замыкается а&токолебательная система.

При воздействии давления на мембрану натяжение вибрирующей перемычки изменяется частота ее собственных колебаний, по которой судят о величине измеряемого давления.

Изобретение обеспечит повышение точности измерения давления агрессивных сред, так как позволит возбуждать автоколебания немагнитных перемычек, например из сплавов 36НХТЮ, 52НКХБМЮ и других, обладающих высокой стойкостью к воздействию агрессивных сред.

Формула изобретения

Датчик давления с частотным выходом, содержащий резонатор, кронштейны и мембрану, выполненные за одно целое, две электромагнитные катушки автоколебательной системы и усилитель, отли;чающ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения давления агрессивных сред за счет исключения коррозии мембраны, изготовленной из немагнитных материалов, он снабжен постоянным магнитом, взаимодействующим с резонатором, электрически подсоединенным к выходу усилителя, а катушки размещены на введенных в датчик магнитопроводах, охватывающих кронштейны, и включены согласно и последовательно с входом усилителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

;N9 1685О5, О 01 U 11/ОО, 1961 (прототип)