Датчик давления с частотным выходом

 

зеяг; т 1 т

:-:< -о, - "=-= описаний

ИЗОБРЕТЕНИЯ л %67840

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СЗИДИТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19.01.76 (21) 2314791/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М Кл

G 01 L 11/00

Госудв рственнь и ноивтет

СССР оо делам нэооретеннй н отнрытнй (53) УДК 531.787..91 (088.8) Опубликовано 15.06.79. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 25.06.79 (72) Авторы изобретения

iO. А.- Нестеренко, В. А. Кравцов и В. И. Красов

Особое конструкторское бюро технической кибернетики Ленинградского (71) 3 8>Te>b ордена Ленина политехнического института имени М. И. Калинина (54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДОМ

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может най ти применение в приборах для измерения давления газов.

Известны датчики давления, содержащие систему самовозбуждения в виде двух электродов, один из которых служит для возбуждения, а другой — для приема колебаний, и колебательную систему в виде плоской мембраны, расположеьчюй во внутренней полости датчика, сообщающейся с измеряемой средой, причем мембрана установлена между электродами и закреплена по периметру (lj. Принцип действия таких датчиков основан на измерении затухания колебаний вибрирующей мембраны на основной резонансной частоте.

Наиболес близким к изобретению по технической сущности является устройство с гибкой мембраной (21. При повышении измеряемого давления собствсчьныс резонансные частоты Mci táðëíû сближа|отся и оказывают влияние на основную резонансную частоту, что ограничивает диапазон измерения известных датчиков.

Цель изобретения заключается в расширении диапазона измеряемых давлений.

Это достигается тем, что в предлагаемом датчике мембрана выполнена в виде жесткой пластины, укрепленной с помощью упругих растяжек.

На фиг. 1 показан общий вид описываемого датчика;. на фиг. 2 — схема его выполнения.

Датчик давления с частотным выходом содержит мембрану 1, растяжки 2, камеру

3, электроды 4, корпус 5, гайку 6 и выводы 7.

Камера 3 изготовлена из двух половин, сваренных вместе. Растяжки 2 укреплены

15 между половинами камеры 3. Каждая половина камеры 3 содержит отверстие, сообщающееся с исследуемой средой, которая подастся в корпус 5. Камера 3 крепится в корпусе 5 посредством гайки 6 с наружной

20 резьбой. Электроды 4 посредством герметичных выводов 7 соединены с измерительной схемой, показанной на фиг. 2. Схема содержит разделительный конденсатор 8, прсдусилитель 9, дифференцирующий усили667840 ны проникновения вязкой волны, которая определяется выражением: о = р, (2) где б — глубина пройикновения вязкой волны;

q, — вязкость газа;

5 .Р— плотность газа; со — круговая частота колебаний.

Описанный датчик позволяет расширить диапазон измеряемых давлений и увеличить линейный диапазон зависимости квадрата

fQ выходной частоты от измеряемого давления.

При изменении давления происходит изменение упругости газа в камере 3, что приводит к изменению частоты колебаний мембраны 1 и, соответственно, выходной частоты, которая измеряется частотомером (в

15 схеме не показан) на выходе дифференцирующего усилителя 10.

Частота выходного сигнала определяется выражением: (1)

2% ГЛ то 2О где rp — суммарная упругость растяжек 1Р,;

m — масса мембраны 1;

S — площадь электродов 4;

d — размер рабочего зазора между мембраной 1 и электродом 4;

P — измеряемое давление.

Рабочий зазор выбран так, чтобы при колебаниях мембраны 1 не происходило перемещения газовой среды в радиальном направлении. Для этого рабочий зазор не должен превышать удвоенной величины глубиФормула изобретения

Фиг. 2

Составитель Л. Кочураев

Редактор С. Хейфиц Техред О. Луговая Корректор 1О.Макаренко

Заказ 3438/37 Тираж 1089 Подписное

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П П П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 тель 10, разделительный конде нсатор 11, блок питания 12 и резисторы 13 и 14.

Датчик работает следующим образом.

При включении питания происходит самовозбуждение колебательной системы. Приэтом на приемном электроде 4 возникает переменное напряжение, которое через разделительный конденсатор 8 и предусилитель

9 поступает на дифференцирующий усилитель 10, откуда через другой разделительный конденсатор 11 поступает на возбуждающий электрод 4.

Датчик давления с частотным выходом, содержащий систему самовозбуждения с электродами и колебательную систему в виде плоской мембраны, расположенной во внутренней полости „датчика между электродами с зазором, поперечный размер которого не превышает удвоенной глубины проникновения вязкой волны, отличающийгя тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых давлений, мембрана выполнена в виде жесткой пластины, укрепленной с помощью упругих растяжек.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3620083, кл. 73 — 398С, 1971.

2. Заявка № 2149355/18 — 10, кл. G Ol L 11/00, 01.07.75.