Датчик давления с частотным выходным сигналом

ЗОБЗЬ Союа Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельстваМПК б 011 11(001374661/18-10) Заявлено 10,Х 1.19 соединением заявкири 1 ст Комитет по делам аооретекий и открытий при Совете Микистров СССРДК 531.787.91(088,8) Опубликовано 21,%,1971. Бюллетень1 Дата опубликования описания 14,Х 11,1971 Авторыизобретени ькин и Л, Г. Эт П, Белодедов, М, ф. Беляев, О. снодарскии завод тензометрических прибо аявител ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДНЫ НАЛ мембраны, что приности измерения1 брационных и лин одну при ных ствпг виоточ смом прсдлаг корпусонад коеппые с м чеорым инерИзобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности, к вибрационным датчикам давления.Известны датчики давления, основанные на вибрационно-частотном принципе, содержа щие чувствительный элемент в виде упругой перемычки прямоугольного сечения, выполненпой за одно целое с корпусом, упругой плоской мембраной и кронштейнами, в которых мембрана работает, как пластина с за щемленными краями, Поэтому для повышения чувствительносги кронштейны, преобразующие деформацию мембраны в натяжение чувствительного элемента, располагают приблизительно на половице радиуса мембраны в 15 месте ее наибольших угловых деформаций.Следовательно, повышение чувствительности в известных датчиках может быть достигнуто либо за счет уменьшения толщины мембраны, либо -- увеличения ее диаметра. 20Однако в том или ином случае происходит нежелательное снижение собственной частоты колебаний мембраны до уровня, при котором возможно возникновение явления завязки частот колебаний чувствительного элемента и 25 мембраны, что приводит к недопустимым искаженням рабочей характеристики датчика,Кроме того, упругая система датчика с защемленной по контуру мембраной статически несбалансирована в направлении, перпенди кулярном плоскостик увеличению погрешдействии на датчик втперегрузок.Цель изобретения - повышение чутельностп датчика и уменьшение влиянирацион ых и линейных плерегрузок иность измерения.Это достигается тем, что вдатчике мембранасоединена срез кольцевой уоугий шарнир,размещены кронштейны, совмещционными грузами. На чертеже изображсп описываемыи датчик, разрез.Кронштейны 1 датчика, несущие по концам чувствительный элемент 2 в виде прямоугольной перемычки, расположены по диаметру плоской мебраны 3 вблизи ее внешнего контура. Кронштейны 1 совмещены с компенсационными массами. С жестким корпусом 4 мембрана 3 соединена через кольцевой упругий шарнир 5 пониженной жесткости. Соединение мембраны 3 с корпусом 4 производится в заготовках путем их диффузионной сварки в вакууме, Корпус 4 оканчивается резьбовым штуцером б с фланцами 7 и 8, которые служат основаниями герметичного стакана 9 и защитного кожуха 10 прибора,301585 аказ 3826 Изд.10 ираж 4 Подписно ипография, пр. Сапунова, 2 3Через штуцер б в рабочую полость 11 проходит отверстие для подачи давления. По обе стороны чувствительного элемента 2 расположены электромагнитные возбудитель 12 колебаний и адаптер 13, провода от катушек которых выведены через гермовыводы 14 к усилителю 15, Последний через штеккерный разъем 16 связан с регистратором и источником питания (на чертеже не показаны),Г 1 ри подаче давления в полость датчика мембрана в месте кольцевого упругого шарнира деформируется, поворачивая кронштейны 1. Последние создают натяжение чувствительного элемента 2, изменяющее собственную частоту его поперечных колебаний, Чувствительный элемент совместно с адаптером 13, возбудителем 12 и усилителем 15 образуют автоколебательный контур, частота которого равна частоте чувствительного элемента 2. Изменение частоты автогенератора служит мерой измеряемого давления.Экспериментально определено, что высота и толщина гибкого кольцевого шарнира б должны быть в 1,5 - 2 раза менее толщины мембраны 3, При таком соотношении у датчиков на давление 50 - 200 кгс/смв деформация мебраны 3 (толщина 3 - 5 мм, диаметр 40 мм) в зоне шарнира достаточна, чтобы обеспечить изменение начальной частоты колебаний чувствительного элемента на 30% .При уменьшении толщины шарнира снижается его прочность, а при удлинении - чувствительность датчика. Собственная частота колебаний мембраны 3 таких размеров 20 кги, т. е, более двукратной максимальной частоты колебаний чувствительного элемента. Благодаря этому исключается возможность появления побочных резонансов и снижения характеристики датчика,При действии ускорения вдоль оси датчика5 инерционные силы от массы мембраны 3 уравновешиваются компенсационными массамикронштейнов 1, В опытных образцах датчиказа счет этого удалось снизить чувствительность к ускорению до 0,005 в ,002% над.10 В датчиках прежней конструкции эта погрешность составляла 0,08 - 0,1% на 1 д. При действии ускорения по другим осям датчика погрешность много меньше.Предлагаемый датчик, основная погреш 15 ность которого менее 0,25%, может найтиприменение для дистанционного измерения дав.лений на подвижных объектах, в частности,для измерения глубины хода рыболовноготрала, где на датчик действуют значительные20 вибрации и линейные ускорения. Предмет изобретения Датчик давления с частотным выходным 25 сигналом, содержащий чувствительный элемент в виде прямоугольной перемычки, выполненной за одно целое с корпусом, упругой плоской мембраной и кронштейнами, и элетромагнитные возбудитель и преобразователь колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и уменьшения влияния вибрационных и линейных перегрузок на точность измерения, в нем мембрана соединена с корпусом через кольцевой упру.гий шарнир, над которым размещены кронштейны, совмещенные с инерционными грузами,