Ютека i

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 304463 Союз Саветскик Социалистичаскик РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваявлено 12 Л 111,1969 ( 1355700/18-10) К б 011 9/10 с присоединением заявкиоритет комитет по делам зобретеиий и открыти лри Совета Министр СССРХ,1971. Бюллетень1 531.7 (088,8 публикован ата опубли ания описания 6.И 1,19 Авторыизобретени Иоффе и Р. Г. Чачикяи. К. Айламазяи, И. А. Горенштейн,Заявител БРАЦИОННЫИ ИК РАЗНОСТИ ДАВЛЕН 2 Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для преобразования разности давлений двух средиз которых одна является газообразной, а другая - жидкой или газообразной, в выходной сигнал переменного тока, частота которого связана с измеряемой разностью давлений однозначной функциональной зависимостью.Известны вибрационные датчики разности давлений с тонкостенными цилиндрическими резонаторами, предназначенные для измерсния давлений в диапазоне примерно от 0 до 20 - 30 атм. Такие датчики представляют собой тонкостенный цилиндрический резонатор с электромагнитной системой самовозбуждения, выполненный в виде цилиндрического магнитопровода с обмотками. На фиг. 1 изображена конструктивная схема описываемого датчика; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема системы самовозбуждения.В корпусе 1 датчика размещены два постоянных магнита 2 с катушками 3 системы самовозбуждения, В зазоре между постоянными магнитами установлен тонкостенный цилиндрический резонатор 4 со штуцером 5 с одной стороны и штуцером б с другой.Концы катушек 8 системы самовозбуждения выведены с помощью гермовводов 7.Магнитная цепь системы самовозбуждения кроме двух постоянных магнитов 2 и резонатора 4 включает магнитопровод в виде двух прямоугольных шайб (на чертеже не показаны), которые вложены в корпус 1 с обеих сторон. 0 моздкую спьзя исполь свыше 30 -Система самовозбуж де мостовой схемы, од рой подключена ко вх ходу широкополосного ча этой мостовой схем выми сопротивлениями комплексными соп рот датчика и катушек 11 ния, в качестве котор дартный вибрационньп" зонатором, заполненнь ком 12. дени а иирения й магоя нных ложен- относижны ммате 30 Однако эти датчики имеют гро стему самовозбуждения и их нел зовать для измерения давлений 50 атм.В предлагаемом датчике для расш верхнего предела измеряемых давлени нитопровод выполнен в виде двух пост магнитов прямоугольной формы, распо ных в одной плоскости симметрично тельно резонатора и замкнутых по нар торцам пластинами из магнитомягкого риала. я выполнена в вин з диагоналей котоду, а другая - к выусилителя 8. Два пле-образованы одинако и 10, а два другие - ивлениями катушек 8 балансного сопротивлеого используется стан- датчик давления с рем твердым диэлектри 304463(2)- ) 0,02Я л=(015,Л 45 50 55 В совокупности с тонкостенным цилиндрическим резонатором 4 система самовозбуждения образует электро механическую автоколебательную систему, частота колебаний которой равна частоте собственных колебаний резонатора и связана с разностью давлений, разделяемых резонатором сред, однозначной функциональной зависимостью вида:=ДАР (1) где / - частота собственных изгибных колебаний резонатора, ги;7, - частота собственных изгибных колебаний резонатора при отсутствии перепада давлений, ги,;Й - постоянный коэффициент пропорциональности, см/г;ЬР - разность давлений сред, разделяе,мых резонатором, г/сек- сл.При условии что конструктивные парамет. ры резонатора (толщина стенки Й, радиус Й и длина Е) удовлетворяют неравенствам(которые должны выполняться при проектировании резонаторов), для определения зависимости между перепадом давлений и частотой собственных колебаний можно использовать приближенные формулыЕЬЧ сРИЯ 4 Ф ЯД.хР - Ро+ хсфР9й(Йк =" 0,025, йр = 0,0 б, й, = 0,05), Е - модуль упругости материала резоиатора, г/сек 2 см;Й - толщина стенки резонатора, сл; Р - радиус резонатора, см; рс - массовая плотность материала резонатора, гlсм,р, - массовая плотность заполняющейрезонатор среды, %лз; р - приведенная массовая плотность резонатора, г/ему;ЙР - разность давлений сред, разделяемых резонатором, г/ему сл. 10 15 20 25 30 35 40 Для определения верхней границы бРмакс диапазона измеряемых значений разности давлений ЬР следует использовать формулуйОРмакс -- Омакс (6)й ГДЕ бмакс - ПРЕДЕЛЬНОЕ ЗНаЧЕНИЕ ДОПУСТИМОГОдолговременного напряжения в материале резонатора,Описываемый датчик работает следующим образом,В процессе изгибных колебаний резонатора 4 его поперечное сечение принимает форму эллипса, оси которого совпадают с осями симметрии системы самовозбуждения, причем с увеличением одной из осей эллипса другая его ось уменьшается и наоборот. При этом изменяется магнитная проводимость между стенками резонатора 4 и постоянными магнитами 2 и осуществляется модуляция магнитного потока, создаваемого этими магнитами.В результате в обмотках возбуждения д индуктируется переменная э.д.с. реакции, частота которой равна частоте механических колебаний резонатора, Часть этой э,д,с. выделяется в одной из диагоналей мостовой схемы и поступает на вход широкополосного усилителя 8. С выхода этого усилителя переменное напряжение, сдвинутое по фазе на 90, поступает в другую диагональ мостовой схемы, поддерживая незатухающие колебания резонатора 4, Различные модификации описываемого датчика давления можно будет использовать для преобразования разности давлений в частотный выходной сигнал не только в измерительных системах и устройствах, специально предназначенных для измерения давлений, но также и в целой гамме других измерительных устройств - в угловых и линейных акселерометрах, в универсальных датчиках сил и моментов и т. д. Предмет изобретенияВибрационный датчик разности давлений, содержащий чувствительный к давлению тонкостенный цилиндрический резонатор и систему самовозбуждения колебаний в виде магнитопровода с обмотками, отличаощийся тем, что, с целью расширения верхнего предела измеряемых давлений, в нем магнитопровод выполнен в виде двух постоянных магнитов прямоугольной формы, расположенных в одной плоскости симметрично относительно резонатора и замкнутых по наружным торцам пластинами из магнитомягкого материала.Составитель Л. В. Никиточкииа Редактор С. И. Хейфиц Техред Т. П. Курилко Корректоры: А. Николаева и Е. Ласточкина Заказ 1835/14 Изд.766 Тираж 473 ПодписноеЦНИКПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр, Сапунова, 2