Датчик давления с частотным выходом

описднийИЗОБРЕТЕНИЯ ц 467840 Союз Советских Социалистических Реслублик(72) Авторы изобретения цов и В расов естеренко Особое конструкторское бюро технической кибернетики ЛенинградскогоЗаявитель ордена Ленина политехнического института имени М. И. Калинина ВЛЕНИЯ С ЧАСТОТ 1-1 ЫМ ВЫХОДОМ 4) ДАТЧ расний. мом ест- прувыодо еру ывоИзобретение отцосится к области контрольно-измерительной техники и может най ти применение в приборах для измерения давления газов.Известны датчики давления, содержащие систему самовозбуждения в виде двух электродов, один из которых служит для возбуждения, а другой - для приема колебаний, и колебательную систему в виде плоской мембраны, расположеычюй во внутренней полости датчика, сообитающейся с измеряемой средой, причем мембрана установлена между электродами и закреплена по периметру 111. Принцип действия таких датчиков основан на измерении затухания колебаний вибрирующей мембраны на основной резонансной частоте.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство с гибкой мембраной 121. При повышении измеряемого давления собствсчьцые резоцансные частоты мембраны сближаотся и оказывают влияние ца основную резонансную частоту, что ограничивает диапазон измерения известных датчиков. Цель изобретения заключается вширснии диапазона измеряемых давлеЭто достигается тем, что в предлагаедатчике мембрана выполнена в виде жкой пластины, укрепленной с помощью угих растяжек.На фиг. 1 показанобщий вид описьмого датчика;. на фиг. 2 - схема егополнения.Датчик давления с частотным выхсодержит мембрану 1, растяжки 2, кап3, электроды 4, корпус 5, гайку 6 и вды 7. Камера 3 изготовлена из двух половин,сваренных вместе. Растяжки 2 укреплены 5 между половинами камеры 3. Каждая половица камеры 3 содержит отверстие, сообцьающееся с исследуемой средой, которая подастся в корпус 5. Камера 3 крепится в корпусе 5 посредством гайки 6 с наружной 20резьбой. Электроды 4 посредством герметичных выводов 7 соединены с измерительной схемой, показанной на фиг. 2. Схема содержит разделительный конденсатор 8, предусилитель 9, дифференцирующий усили667840 Формула изобретена.ч Составител фиц Техред О. Лу Тираж 1089 ЦН И И ПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж - 35, Рауш илиал П П П Патент, г. УжгороЛ. Кочураевговая КорректорПодписноекомитета СССР Редактор С. Хей Заказ 343837.Макаренк открытий ская наб., д. 4/5 д, ул. Проектная тель 10, разделительный конде нсатор 11, блок питания 12 и резисторы 13 и 14.Датчик работает следующим образом.При включении питания происходит само- возбуждение колебательной системы. При этом на приемном электроде 4 возникает переменное напряжение, которое через разделительный конденсатор 8 и предусилитель 9 поступает на дифференцируюший усилитель 10, откуда через другой разделительный конденсатор 1 поступает на возбуждающий электрод 4,При изменении давления происходит изменение упругости газа в камере 3, что приводит к изменению частоты колебаний мембраны 1 и, соответственно, выходной частоты, которая измеряется частотомером (в схеме не показан) на выходе дифференцируюшего усилителя 10.Частота выходного сигнала определяется выражением:(1) где р - суммарная упругость растяжек 2; гп - масса мембраны 1; Ь - площадь электродов 4; г 1 - размер рабочего зазора между мембраной 1 и электродом 4; Р - измеряемое давление, Рабочий зазор выбран так, чтобы при колебаниях мембраны 1 не происходило перемещения газовой среды в радиальном направлении. Для этого рабочий зазор не дол. жен превышать удвоенной величины глубины проникновения вязкой волны, котораяопределяется выражением:о = ро, (2)гдеб - глубина пройикновения вязкой волны;г - вязкость газа;5,Р - плотность газа;со - круговая частота колебаний,Описанный датчик позволяет расширитьдиапазон измеряемых давлений и увеличитьлинейный диапазон зависимости квадрата 10 выходной частоты от измеряемОго давления. Датчик давления с частотным выходом, содержащий систему самовозбуждения с электродами и колебательную систему в виде плоской мембраны, расположенной во внутренней полости датчика между электродами с зазором, поперечный размер которого не превышает удвоенной глубины проникновения вязкой волны, от,гичающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых давлений, мембрана выполнена в виде жесткой пластины, укрепленной с помощью упругих растяжек.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Патент США3620083, кл. 73 - 398 С, 1971.2. Заявка2149355118 - 1 О,кл. 6 01 1. 11/00, 01.07.75.