Частотный датчик давления Советский патент 1981 года по МПК G01L11/00 

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к группе приборов, измеряющих барометрическое давление воздуха.

По основному авт. св. № 718737 известен частотный датчик давления, содержащий два рычага., выполненных за одно целое с соединяющими их поперечной траверсой и резонатором. Рычаги соединены между собой посредством упругих систем. Упругая система со стороны резонатора состоит из двух стержней, выполненных как одно целое с рычагами и стянутых между собой с предварительным натягом 1) .

Однако известное устройство имеет значительную температурную погрешность, обусловленную, главным образом, изменением натяжения стержней упругой системы от температуры.

Цель изобретения - повьпиение точности измерений датчика.

Поставленная цель достигается тем что в упругую систему введен термобиметаллический компенсатор, выполненный в виде скобы, соединенной с рычагами через шарниры, образованные поперечными надрезами скобы.

2

На фиг. 1 изображен датчик, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.

Частотный датчик давления содержи два рычага 1, соединенных между собо жесткой поперечной траверсой 2 и стержневым резонатором 3, сильфов 4, стержня 5, болт с гайкой б, основание датчика 7. Адаптер 8 соединен со входом, а возбудитель колебаний 9 с входом полупроводникового усилителя 10 автоколебательного контура, задающим элементом которого служит стержневой резонатор, совершающий поперечные колебания на основной форме. На конце плеча а рычага б укреплен термобиметаллический компенсатор 11, выполненный в виде скобы с шарнирами 12 вблизи заделок. Устройство закрыто кожухом 13.

Датчик работает следующим образом

Атмосферное давление, воздействуя на сильфон 4, создает сжимающее его усилие, передаваемое на плечо а рычагов 1. Это усилие включает в себя полезную нагрузку, определяемую барометрическим диапазоном давлений (700-800 мм рт. ст.) и балластную, в семь раз большую полезной.

На противоположном плече на рычаги также воздействует сила со стороны деформированных упругих стержней 5. Эта сила уравновешивает балластную нагрузку, передаваемую на рычаги сильфоном.

При такой схеме на резонатор 3 . передается только полезная нагрузка, которая с учетом передаточного отношения рычагов - трансформируется в

В .

натяжение резонатора.

При изменении температуры окружающей среды и датчика изменяют зя мо дуль упругости материала упругой системы,а соответственно этому и сила, действующая на рычаги 1 со стороны упругих стержней 5. Нарушение в результате этого компенсации баллас ной нагрузки в системе приводит к дополнительному силовому воздействию на резонатор. Величина этой дополнительной силы практически не зависит от деформации резонатора 3, так как продольная жесткость последнего во много раз больше жесткости стержней 5 .

Одновременно при изменении температуры в термобиметсшлической ленте, из которой выполнена скоба 11, возникают температурные напряжения и в шарнирах 12 появляется сила, восстанавливающая -нарушенное в рычажной системе равновесие.

Сила, создаваемая компенсатором, зависит, от гибкости шарниров. Изменяя гибкость, варьируя шириной шарнира, добиваются неизменности показаний датчика от температуры. Причем степень компенсации температурной погрешности, достигнутая при регулировке датчика, практически одинакова во всем диапазоне измеряемого давлен

Так как жесткость скобы компенсатора на 1,5-2 порядка меньше жесткости упругой системы, то упругие несовершенства материала скобы и ее заделки не сказываются на точности датчика.

В предлагаемом датчике с термобиметаллическим компенсатором погрешность от температуры может быть доведена до значений 0,1-0,15 мм рт. ст. на 10°С, что дает основание повысить нормативный класс точности до 0,1-0,2.

Датчик найдет применение в автоматизированных измерительных комплексах при испытаниях различных энергетических установок, а на метеостанциях для дистанционного измерения барометрического давления с высокой точностью.

Формула изобретения

Частотный датчик давления по авт св. № 718737, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности измерений в упругую систем введен термобиметаллический компенсатор, выполненный в виде скобы, соединенной с рычагами через шарниры, образованные поперечными надрезами скобы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. .Авторское свидетельство СССР по заявке № 2669146/18-10, кл. TJOl L 11/00, 29.09.78.