Датчик давления с частотным выходом

(51)М, Кл. с присоелнненнем заявки М С 01 Ь 11/00 3 Ьеудвретюный кемнтвт СССР 00 делам нзебретеннй н открытнй(7) Заявитель Й),ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДОМ Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частнос" ти к датчикам давления с частотным выходным сигналом.Известен датчик давления с частотным выходом, содержащий резонатор в виде цилиндра, электромагниты возбуждения и съема колебаний, корпус, магниты регулировки начальной частоты колебаний и другие элементы. Измеряемое давление подается в герметичную полость образованную резонатором и корпусом, в зависимости от величины давления измеряется жесткость резонатора, что приводит к изменению частоты механического резонанса резонатора 111,Наиболее близким к изобретению по технической сущности является тороидальный реэонаторный датчик давления воздушных ударных волн, выполненный в виде сверхвысокочастотного (СВЧ) резонатора с внешним возбуждением и манометрическим элементом в виде центзона тора.Под действие тержня реральн емого давле" й зазор межого элемента вижного стержпечивает из-ны волны реизмер кости ричес непо о обе ой дл ия изменяется е ду торцоми торцомня резонаменение рзонатора аноме орого ра, ч зонанс т 0Недостатком ива является нелирезонансной частизмеряемого давлвания в качествераметра емкостиней го устроист" зависимость величины -эа испольэоативного паорцами стерж" вести ейная ты от ния и инфор ежду 20где" емкость ме орца стержня рез торцами;у торцами Ь П И С А Н И Е ц 1934260ИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ3 934260При стремлении повысить чувствительность и диапазон измеряемых давлений резко возрастает нелинейностьзависимости выходного сигнала от величины давления на входе.Цель изобретения - повышение точности преобразования в широком диапазоне измеряемых давлений.Указанная цель достигается тем,что в устройстве манометрический , 0элемент выполнен в виде сильфона,а подвижный электрод сосредоточенной емкости резонатора выполнен вФвиде цилиндрического колпачка и за"креплен на торце сильфона. 1 з стаНа чертеже показано предлагаемое,устройство, общий вид.Устройство содержит корпус 1 сцентральным стержнем 2, сильфонныйгдманометрический элемент 3 с цилиндрическим колпачком 4, элемент 5 подстройки частоты, элементы 6 связи, Яэлемент 7 возбуждения колебаний, по"алость резонатора 8.ОчевЭлементы 1-6 образуют сверхвысокоцастотный резонатор с коаксиально- Сторцевым емкостным зазором, изменяющимся под действием измеряемого давления.Изменение Х коаксиальног30ного зазора Д" определяется фЗапишем Ф в виде б= дф;, + х, (6) где дф - величина перекрытия при начальном значении измеряемого давления Р = РИЗМ 05 или ф= о + у-.,эР Подставляя (7) в (Я, получаем(12) и (14 обраэовани или воздуш резонатораСоответс печивается ность преоб в изменение Х в 3 ставляя (2 50 1 Х В свою очередытия Ф зависитго зазора где Со - скорость распрострэлектромагнитных ввакууме;К - коэффициент замедлОчевидно, что при соотвевыборе соотношения размеровторе обеспечивается близкая от величины переемкость коаксиальнени лн в ия,твующем резона- линейгаев.у у 1 п -, Р " соответственно изме" Оряемое и опорное давления;К 1 - коэффициент жесткостиманометрического элемента по осевой линии твующим выбором К обес"1 необходимая чувствительраэования перемещения Хрезонансной частоты нансная частота коаксиальногоора может быть определена поию РОВ Рв3 п- индуктив- (14)ность ко- аксиального резонатора.становки выражений (8),в выражение (13). и преполучаем для вакуумногого заполнения полости4260 Формула изобретения ф 0 О Элемент возбуж ний совмещен с ко тора таким образо автоколебания СВЧ натор - элемент в баний,Таким образом,ройство позволяет ное преобразование частоту с достатоения СВЧструкциейчтобы ов системезбуждения олеба- резонаеспечитьСВЧ резоСВЧ коле" 35 Источни принятые во вни Авторское И 304466, кл. С 2. Варданян 4 е зонаторный датч ударных волн,управления", 19 1,прототип), и информации,ание при экспертизсвидетельство СССР1 1. 11/00, 1960..Р. Тороидальный рк давления воздушное уст" линей"в СВЧ чувстви о но сок 5ной зависимости Йре от Р такизмфкак Рим= Ро+ " (16)где 1 о - опорное давление в полостирезонатора.Использование сильфона в качествестержня коаксиального резонатора позволяет также снизить размеры датчикапри работе на,относительно невысокихчастотах СВЧ диапазона.Это объясняется тем, что поверхность сильфона служит одновременнозамедляющей системой СВЧ резонатора,которая обеспечивает снижение резонансных частот колебательных СВЧсистем вследствие снижения скоростираспространения волн в резонаторе,Добротность резонаторов с замед"ляющей системой достигает значения10 и выше, что создает предпосылкиЬвозбуждения с помощью соответствующего активного прибора СВЧ колебанийс весьма малым выбегом частоты(10- 10),Практически нелинейность преобразования давления в СВЧ частоту близка к нулю при обеспечении соотноше"ния размеров в соответствии с выражением 4тельностью. Наличие замедляющейсистемы в виде сильфона обеспечиваетвозможность уменьшения габаритов уст"ройства при работе в низкочастотномучастке СВЧ-диапазона.Устройство может быть использовано для измерения давлений с высокойточностью в широком диапазоне в радиотелеметрии для непосредственной 10 передачи информации о давлении вСВЧ диапазоне, в качестве первичногопреобразователя цифровых измерителейдавления и т.д. Датчик давления с частотным выхо"дом, выполненный в виде коаксиальноро,го резонатора с сосредоточенной емкостью и содержащий корпус, маномет"рический чувствительный элемент сподвижным электродом, элементы настройки, возбуждения и съема колебав ний, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности преобразования в широком диапазоне изме"ряемых давлений, в нем манометрический элемент выполнен в виде силь"фона, а подвижный электрод сосредоточенной емкости резонатора выпол"нен в виде цилиндрического колпачкаи закреплен на торце сильфона.934260 Составитель И.СумцовТехред М, Надь едактор Г,У ректо Заказ 39 исное е е т филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,ВНИИПИ Го по дела 113035, Москва, 1 ираж 887арственного ко зобретений и о 35, Раушская н итета ССС крытий б д. 4/