Частотный датчик давления

,8012246251) 4 С 01 Ь 11/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН лости ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРФ 934260, кл, Ь 01 Ь 11/00, 1981.Международная заявка РСТ .У 82/01067, кл, С 01 Ь О/00, 1980,(54) ЧАСТОТНЫЙ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для преобразования абсолютного давления в высокочастотный сигнал. Цель изобретения - повышениеточности измерения за счет увеличения крутизны выходной характеристики. Датчик содержит металлическийкорпус 1, имеющий перегородку 9,стенку 2 и крьппку 3. К стенке 2 прикреплен упругий элемент 4 в виде анероидного блока, на котором закреплен с помощью диэлектрической втул- фки 5 неподвижный экран 6, последнийсоединен с помощью гибкого проводника 7 с одним из выводов катушки индуктивности 8, которая изготовлена надиэлектрической пластине 10, с противоположной стороны которой изготовлены печатнь 1 е проводники 11 электронного блока 12. Для подачи измеряемогодавления в полость 15 датчика используется штуцер 16, Для компенсациитемпературной погрешности при последующей обработке выходных сигналовдатчика в электронном блоке. 12 имеется датчик температуры, термодатчик 19 которого расположен в поизмеряемого давления и соединен сэлектронным блоком перемычкой 20,Приводится эквивалентная схема давления и схема электронного блока 12датчика, 3 ил.Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для преобразования абсолютного давления в высокочастотныйсигнал, 5Цель изобретения - повышение точности измерения за счет увеличениякрутизны выходной характеристики.Цель достигается одновременнымсинфазньщ изменением под действием 1 Оизмеряемой величины как индуктивности, так и емкости ВЧ-резонатора путем изменения конструкции датчика,На фиг. 1 дана конструкция датчика; на фиг, 2 - то же, эквивалентная схема; на фиг, 3 - схема электронного блока датчика.Датчик содержит металлический кор"пус 1, нижнюю торцовую стенку 2 икрышку 3. К стенке 2 прикреплен уп- эоругий элемент 4 в виде анероидногоблока, на неподвижном конце которогозакреплен с помощью диэлектрическойвтулки 5 подвижный экран 6 в видедискового электрода из неферромагнитного металла высокой проводимости.Электрод 6 соединен с помощью гибкого проводника 7 с одним из выводовплоской спиральной катушки индуктивности 8, Другой вывод катушки 8 соединен с корпусом 1, который в своюочередь имеет перегородку 9, Катушкаизготовлена на диэлектрической пластине 10, с противоположной стороныкоторой изготовлены печатные проводники 11 электронного блока 12. К од 35ному из генераторов блока 12 подключена перемычками 13 катушка 8, а дляподачи питания на электронный блок исъема выходных сигналов использует 4 Ося разъем 14. Для подачи измеряемогодавления Р в полость 15 датчика используется штуцер 16, Хвостовик 17и гайка 18 обеспечивают закреплениеанероидного блока 4 к стенке 2. Для45компенсации температурной погрешности при последующей обработке выходных сигналов датчика в электронномблоке 12 имеется частотный датчиктемпературы, термодатчик 19 которого50размещен в полости измеряемого давления и соединен с электронным блокомперемычками 20,Эквивалентная схема частотногодатчика давления приведена на фиг.2.Датчик имеет опорный 21 и функциональный 22 автогенераторы ЬС-типа,частотный датчик температуры 23 стермодатчиком 19 и ЬС-резонатора 24, индуктивность плоской катушки 8;взаимоиндуктивность катушки 8 в зеркальномизображениичерез поверхность диска 6;индуктивность дискового электрода 6;функции связи между параметрами1 М и размерами Э, с 1Ф и Ь;наружный и внутренний диаметрыспирали 8; зазор между р .рЬ=Ь,К образованный эквивалентной индуктив. ностью Ь э катушки 8 и электрода 6, неинформативной и информативной емкостями С и С . Информативная емкость С образована поверхностями электрода 6 и перегородками 9пы (о й,)ч Р - Р4 (й - - -- э.)РКгде- абсолютная и относительная диэлектрическаяпроницаемость газа между элементами 6 и 9 соответственно;1), д - наружный и внутреннийдиаметры электрода 6соответственно;Й. - зазор между элементами6 и 9 при измеряемомдавлении Р, равном остаточному давлению Рв полости анероидногоблока;К - коэффициент жесткостианероидного блока 4.В то же время электрод 6 является экраном и индуктивно связан с катушкой 8, в результате чего эквивалентная индуктивность спирали имеет видМЬ ," Ьс 1, фэгде Ьс = - сосоЧ8 Гспиралью 8 и электродом 6.При расчете величины М следует испольэовать в формуле расчетавместо размера его удвоенное значение,Устройство работает следующим образом.При действии давления перемещается анероидный блок 4 с электродом 6 и изменяются емкости С и С.Схема электронного блока 12 приведена на фиг, 3. Блок 12 состоит из 1.С-генератора опорной частотыфункционального ЕС-генератора с частотоэадающим ЕС-резонатором 24 н частотного датчика температуры 23 с терморезистором 19. Транзисторы Ч Т 1 и Ч ТЗ выполняют функции генераторов опорной и функциональной частоты по схеме емкостной трехточки, а транзисторы ЧТ 2 и ЧТ 4 обеспечивают усиление сигналов генераторов и уменьшают влияние параметров нагрузки на частотыи Фт датчика, Обратная связь в гейераторах задается емкостными делителями С 2, СЗ и С 6, С 7. Конденсаторы С 5, С 9, С 11, дроссели 1,21.5 являются нагрузкой транзисторов ЧТ 1 ЧТ 4. В зависимости от параметров Ь 1, С 1 и Ь, С автогенераторы 21 и 22 могут обеспечивать на выходе значения частот Ч", и Ч в пределах 5-150 МГц при амплитуде выходного сигнала не менее. 0,25 В на нагРУэке 50 Ом. За счет идентичной схемы генераторов 21.и 22 обеспечивается одинаковое влияние дестабилизирующих факторов на выходные частоты , и Ф датчиков. Для компенсации нестабильностей генераторов 21 и 22 следует осуществлять их совместную обработку.Для компенсации температурной погрешности датчика за счет изменения упругих свойств анероидного блока 4 в блоке 12 использован частотный датчик 23 с терморезистором 19 в частотозадающей цепи,15 Формула изобретенияЧастотный датчик давления, содержащий металлический корпус с подводящим штуцером, в котором размещены 20 упругий элемент и включенный в частотозадающую цепь автогенераторавысокочастотный резонатор, выполненный в виде плоской спирали и подвижного экрана, жестко соединенного 25 штоком с упругим элементом, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности измерения за счетувеличения крутизны выходной характеристики, в корпусе выполнена элект- ЗО ропроводящая перегородка с отверСтием под шток, расположенная междуупругим элементом и подвижным экраном, выполненным из немагнитного высокопроводящего материала, при этомвторой вывод плоской спирали подключен к корпусу,1224625 хель В.КазаковИ.Попович Корректор М.Шароши т дактор М,Товтин хр ого коми 5 на кое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная,оиэводственно-поли Заказ 1961/39Тираж ВНИИПИ Государст по делам изо 113035, Москва, етений и о35, Раувск Подписнта СССРрытий