Частотный датчик давления

и 11718737 О П ИА Н И Е изоьеетения Сове Севетекях ьоцюлливтичвокик Рволублик. Бюллетенье лелем изоврвтвни и открытийДата опубликования описания 28.02,80 72) Авторы изобретения(71) Заявите ий и конструкторский институт испытательриборов и средств измерения масс аучно-исследователь ных машин, 4) ЧАСТОТНЫЙ ДАТЧИК ДАВЛЕН Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может найти применение в устройстве барометров.Известен датчик с частотным выходным сигналом для измерения барометрического 5 давления, содержащий в качестве преобразователя резонатор в виде колеблющейся струны, растягиваемой двумя связанными с ее концами сильфонными вакуумными камерами, укрепленными на жестком основа нии 1.Недостаток этого датчика состоит в том, что он имеет малую чувствительность, так как диапазон его рабочего давления в несколько раз меньше атмосферного давле ния, создающего начальное натяжение резонатора, К тому же характеристика такого струнного датчика недостаточно стабильна во времени из-за несовершенства заделки концов струны. 20Наиболее близким к изобретению является известный датчик, содержащий два рычага, выполненных за одно целое с соединяющими их поперечной траверсой и резонатором и соединенных между собой 25 по концам посредством упругих систем, в качестве которых применены сильфоны, в которые подается разное давление 2. Однако этот датчик не обладает достаточной точностью в барометрическом диапазоне.Цель изобретения - повышение точности датчика,Эта цель достигается тем, что упругая система со стороны резонатора состоит из двух стержней, выполненных как одно целое с рычагами и стянутых между собой с преднатягом.На чертеже изображен частотный датчик, общий вид,Частотный датчик давления содержит два рычага 1, соединенные жесткой поперечной траверсой 2 и стержневым резонатором 3, сильфон 4, два стержня 5, болт с гайкой 6, основание 7, адаптер 8, возбудитель 9 колебаний 8, усилитель 10 и кожух 11.Концы стержней снабжены бобышками и стянуты болтом. При этом выбирается зазор между бобышками Л и стержни остаются в напряженном состоянии. Чтобы сохранить силу затяжки неизменной в различных температурных условиях, все детали болтового соединения и упругий элемент выполнены из соседних частей одного прутка. (поковки); это обеспечивает для их3материала близкие значения коэффициентов линейного расширения, Соединение бобышек может быть осуществлено и другими устройствами, а также сваркой.Капсюли адаптера и возбудителя колебаний несколько разнесены, чтобы уменьшить связь их магнитных полей,Адаптер соединен с входом, а возбудитель - с выходом полупроводникового усилителя и образуют автоколебательный контур, задающим элементом которого служит стержневой резонатор, совершающий поперечные колебания на основной форме.Датчик работает следующим образом, Атмосферное давление, воздействуя на сильфоннуюкамеру, создает сжимающее камеру усилие, передаваемое на плечо а рычагов. Это усилие включает в себя баластную нагрузку, определяемую атмосферным давлением, численно равным началу барометрического диапазона. Величина этой нагрузки примерно в 7 раз больше рабочей, создаваемой давлением в барометрическом диапазоне,На противоположном плече рычагов также действует сила со стороны упругих стержней за счет деформации каждого из них на величину - . Варьируя жесткостью2и зазором Л, усилие от стержней подобрано таким, чтобы уравновесить действующую на рычаг баластную нагрузку, передаваемую сильфонной камерой. При выборе размеров стержней также учитывалось, чтобы напряжения в них были менее 20 кгс/мм, благодаря этому обеспечивается постоянство уравновешивающей нагрузки во времени.При такой схеме от сильфонной камеры на резонатор передается только рабочая нагрузка, которая с учетом передаточногоаотношения рычагов - трансформируется вьнатяжение резонатора. При этом увеличение натяжения, связанное с возрастанием атмосферного давления, приводит к повы шению частоты поперечных колебаний резонатора, а следовательно, и частоты авто- колебательного контура. Таким образом, 5 частота выходного сигнала датчика находится в однозначной функциональной зависимости от измеряемого давления в Оределах барометрического диапазона. Часто.та при этом изменяется от значения 1 о, при 10 котором натяжение резонатора близко кнулю, до 1,3 10. Ба этом участке характеристики чувствительность датчика к измерен" ному давлению наибольшая, а максималь ное напряжение в резонаторе с начальной 15 частотой 6000 Гц не превышает 20 кгс/мм.Датчик описанной конструкции соответствует классу точности 0,25, чего требует применение в автоматизированных измерительных комплексах стендов для испыта ний энергетических установок, характеристики которых рассчитываются с учетом фактического значения барометрического давления.Формула изобретения25Частотный датчик давления, содержащий два рычага, выполненных за одно целое с соединяющими их поперечной траверсой и резонатором и соединенных междузо собой по концам посредством упругих систем, отличающийся тем, что, с цельюповышения точности, упругая система состороны резонатора состоит из двух стержней, выполненных как одно целое с рычагами и стянутых между собой с преднатягом.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Новицкий В П., Кноринг В. К.,Гутянинова В. С. Цифровые приборы с частотными датчиками, Л. Энергия, 1970,с. 124, рис, 5 - 1, 3, с. 158.2. Авторское свидетельство СССР318840, кл, б 01 1. 11/00, 1970 (прото 45 тип) .718737Составитель Л. КочураТехред В. Серяковазова акт ректоры: Т. Трушкини Е. Осипов Заказ 2920/5 Изд.170 Тираж 1033 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб. д. 4/5ипография, пр. Сапунов