Датчик давления с частотным выходным сигналом12

 

(1!)427256

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 24,01.72 (21) 1737412/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приоритет—

Опубликовано 05.05.74. Бюллетень ¹ 17

Дата о публикс вания описания 13.02,75 (51) М. Кл. С Ol/11/00

G 08с 9/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 531.787.91 (088.8) (72) Авторы изобретения

А, К. Айламазян, И. А. Горенштейн, И. В. Корольков, И. Р. Мандельберг, О. И. Маркин, А. М. Гильман, 8. A. Волохов, B. Г. Кравцов, В. С. Тарасов и О. H. Филатова (71) Заявитель (54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ

С ЧАСТОТНЪ|М ВЫХОДНЪ|М СИГНАЛОМ

Изобретение относится к области кон трольно-измерительной техники, в частности к вибрационно-частотным датчикам, предназначенным для измерения давления газообразных и жидких сред.

В известных датчиках давления, содержащих цилиндрический резонатор, используется электромагнитная система возбуждения, что значительно ограничивает применение неферроматнитпых материалов для изготовления резонаторо в, так как широко применяемые для изготовления упругих чувствительных элементов такие материалы, ка к кварц, бериллиевая бронза, непритодны.

В предлагаемом датчике для упрощения конструкции, а также обеспечения возможности и апользования резонаторов ка к из ферромагнитных, так и из немагнитных материалов, постоянные магниты, в количестве, кратном двум, расположены вокруг резонатора так, что образуют квадрупольное магнитное поле, между полюсами которого находятся электроды емкостной системы съема, а концы резонатора подсоединены к источнику переменного тока.

На фиг. 1 изображен датчик, разрез; на фиг. 2 — принципи альн а я электрическая схема системы возбуждения; на фиг. 3 — 8— разрез по А — А на фиг. 1 с возможными вариантами выполнения магнитной цепи, обеспечивающей создание вокруг резонатора квадрупольного магнитного поля.

Датчик включает цилиндрический корпус

1 из магнитомягкого материала, в который запрессованы постоянные магниты 2, в количестве, кратном двум, расположенные вокруг резонатора 8, выполненного в виде цилиндрической тонкостенной трубы, с одного конца которой за креплен х востовик 4 под водя-!

0 щего штуцера 5, а с другого — заглушка 6 с глухим отверстием, предназначенным для подпайки выводов 7 для включения резонатора 8 в схему системы возбуждения, и изолятор 8, исключающий возникновения в резонаторе продольных напряжений при изменении его длины с изменением температуры.

Второй конец корпуса 1 закрыт штуцером 9.

Корпус 1 соединен с штуцерами 5 и 9 герметично. Вокруг резонатора 8 размещены электроды 10 емкостной спстемы возбуждения, которые образуют с внешней цилиндри. ческой поверхностью резонатора 8 конденсаторы, соединенные между собой попарно параллельно и подключенные через сопротивления r> и r2 к источнику постоянного напряжения 11 и к усилителю 12. В некоторых вариантах выполнения магнитной цепи вводятся концентраторы магнитного потока 18, изготавливаемые из магнитомягких материалов с высокой индукцией насыщения.

Датчик работает следующим образом.

Измеряемое давление через штуцер 5 подводится во внутреннюю полость резонатора 8, образующего вместе с емкостной системой возбуждения электромеханическую автоколебательную систему, частота колебаний которой равна частоте собственных колебаний резонатора 8. Система возбуждения поддерживает незатухающие изгибные колебания резонатора 8. При колебании резонатора

8 изменяются емкости конденсаторов, образованных электродами 10 и внешней цилиндрической поверхностью резонатора 8. Вследствие этого на входе уаилителя 12 появляется переменное напряжение той же частоты, как и частота колебаний резонатора, которое подается на резонатор 8. При протекании через резонатор переменного тока на него действуют силы, обеспечивающие его дальнейшую раскачку.

Выходной сигнал усилителя 12 является одновременно и выходным сигналом датчика, фазовую характеристику усилителя 12 подбирают так, что в рабочем диапазоне частот выполняются условия самовозбуждения. Благодаря этому в системе поддерживаются незатухающие колебания, частота которых однозначно связана с измеряемым давлением.

Предмет изобретения

Датчик давления с частотным выходным сигналом, содержащий чувствительный к давлению цилиндрический резонатор и постоянные магниты, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, а также обеспечения возможности использования резонаторов как из ферромагнитных, так и из немагнитных материалов, в нем постоянные матниты, в количестве, кратном двум, расположены вокруг резонатора так, что образуют квадрупольное магнитное поле, между полюсами которого находятся электроды емкостной системы съема, а концы резонатора подсоединены к источнику переменного тока. Рог 1

427256

SГ

Фиг

У

Риг. 5

У @ ! ч (> Ъг 8

Фиг 7

Составитель Л. Никиточкина

Техред В. Рыбакова

Редактор О. Филиппова

Корректор В. Гутман

Тип. Харьк. фнл. пред. «Патенть

Заказ 1735/562 Изд. № 837 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5