Тепловой датчик давления Советский патент 1980 года по МПК G01L21/12 

1

Изобретение относится к измерительной технике, а точнее к теплоэлектричес- КИМ преобразователям давления, предназначенным преимущественно для твмерения низких давлений.

Известны тепло электрические манометрические преобразователи давления, содержащие терморезистор и компенсационный элемент, расположенные в измерительной камере и включенные в мостовую схему{ 1, -,

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является датчик давления Термотрон Щ состоящий из измерительной камеры, в которой расположен выбрирующий элемент (вибратор), и термо-,5 резистор, расположенный около вибратора 121.

Однако этот датчик имеет ряд недостатков, а именно: недолговечность механического элемента, работающего на изгиб, срав-2о кительно низкая частота вибраций, что снижает чувствительность датчика, относительно большая тепловая инерция устройства и погрешность при вибрационных нагрузках, что связано с конструкцией вибратора.

Цель изобретения - повышение точности измерения в широком диапазон рабочи температур.

Указанная цепь достигается тем, что тепловой датчик снабжен дополнительным терморезистором, а камера датчика разделена на две полости перегородкой в которой закреплен вибратор, выполненный в виде прямоугольной пьезоэлектрической пластины, установленной перпендикулярно и кососимметрично относительно перегородки, при этом терморезисторы расположены в каждой полости и размещены диагонально у противоположных углов пластины

с зазором относительно ее боковых

граней.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема предлагаемого датчика давления; на фиг, 2 - схема крепления пластины пьезовибратора и эпюры струй газа относительно терморезисторов

Сигнализатор дйвления представляет собой единую конструкцию, состоящую на корпуса 1, в котором расположены возбуждаюший генератор 2, резисторно-мостовая схема 3, компаратор 4 и разъем питания и автоматики 5,

Корпус жестко соединен с измерительной камерой 6, разделенной на рабочую 7 и компенсационную 8, полости. Полости разделены гермет иной перегородкой 9, в которой по узловой плоскоети 10 закреплен пъезовибратор 11. У подсасывающих углов вибратора 12 и 12 размещены соответственно в рабочей и компенсационной полостях измерительный 13 и компенсационный 14 терморе- зисторы. При помощи штуцера 15 рабочий отсек сообщается с трубопроводом 16, а штуцер 17 компенсационного отсека сообщается либо с атмосферой, либо с объемом эталонного давления. Фланцем 18 датчик закрепляется на трубопроводе 16, вектор скорости в котором обозначен стрелкой IQ. Эпюры струй газа, генерируемые под сасывающими углами 12 и 12 пъезовиб ратора 11, соответственно обозначены 20 и 20 .

Датчик работает следующим образом. При включении питания на электрический разьем 5 начинает работать генератор 2, который возбуждает пьезовибратор 11. При возбуждении на резонансной частоте вибраторов X-среза за счет нелинейных эффектов на колеблющихся гранях возникает подсасывание молекул газа (12 и 12 ), которое создает газовь е струи у диагональных углов вибратора. Скорость этих струй при креплении вибратора по узловой плоскости 1О определяется только амплитудой возбуждающего генератора и может регулироваться величиной возбуждающего напряжения. Струи газа 20 и 20 обдувают соответственно терморезис- торы 13 и 14. При этом напряжение с .терморезисторов, пропорциональное давлению газа в камерах, через мостовую схему 3 подается на компаратор 4, который выдает электрический сигнал, пропорциональный разности давлений, на разъем 5. Датчик может работать также и в режиме сигнализатора.

Таким образом, выходной сигнал датчика определяется разностью напряжений на терморезисторах, происходит автоматическая компенсация выходного сигнала по температуре, улучшаются условия теплообмена, отсутствует чувствительность к вибрациям и ударам, ибо резонансная частота вибратора намного выше частоты вибраций и ударов. Применение двух активТепловой датчик давления, содержащий измерительную камеру с терморезистором и вибратор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения в широком диапазоне рабочих температур, он снабжен дополнительным терморезистором, а камера датчика разделена на две полости перегородкой, в которой закреплен вибратор, выполненный в виде пьезоэлектрической прямоугольной пластины, установленной перпендикулярно и кососимметрично относительно перегородки, при этом терморезисторы расположены в . каждой полости и размешены у диагонально противоположнъ1х углов пластины с зазором относительно ее боковьк граней.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ав1Г)рское свидетельство СССР № 538259, М.Кл. Q О1 Ц 21/12, 18.08.75.

0 2, Агейкин Д. И. и др. Датчики контроля и регулирования , М., Машиностроение, 1965, с. 683 (прототип). ных струй постоянной скорости, генерируемых вибратором, а также погружение изизмерительной камеры непосредственно в измеряемый поток, позволяет полностью реализовать динамические характеристики термисторов и обеспечить высокую точность измерения давления на объектах с быстрой сменой температур во всем их диапазоне. Если в качестве пьезовибратора применяется кварц, то наиболее оптимальным на частоте 0,5-1,5 МгГц является X-срез с длиной, ориентированной в направлении оси У, при ширине резонатора, примерно равной его длине. Формула изобретения

ППП I

г/

U/

го 7