JPH0219892B2 - - Google Patents

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JPH0219892B2
JPH0219892B2 JP55062348A JP6234880A JPH0219892B2 JP H0219892 B2 JPH0219892 B2 JP H0219892B2 JP 55062348 A JP55062348 A JP 55062348A JP 6234880 A JP6234880 A JP 6234880A JP H0219892 B2 JPH0219892 B2 JP H0219892B2
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JP
Japan
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vibrating beam
vibrating
frequency
actuator
base body
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JP55062348A
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Japanese (ja)
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JPS5629134A (en
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Aaru Kutsushii Jerarudo
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Rosemount Inc
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Rosemount Inc
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Publication date
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Publication of JPH0219892B2 publication Critical patent/JPH0219892B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0033Transmitting or indicating the displacement of bellows by electric, electromechanical, magnetic, or electromagnetic means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L13/00Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values
    • G01L13/02Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values using elastically-deformable members or pistons as sensing elements
    • G01L13/023Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values using elastically-deformable members or pistons as sensing elements using bellows
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0001Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means
    • G01L9/0008Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using vibrations
    • GPHYSICS
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    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
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    • G01L9/0008Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using vibrations
    • G01L9/0013Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using vibrations of a string

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、検知要素として振動する梁を使用す
るデイジタル出力の圧力センサに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a digital output pressure sensor that uses a vibrating beam as a sensing element.

従来、振動梁を使用するセンサがいろいろ開発
されてきた。通常は、デイジタルパルスのある種
のものが梁に働く力又は圧力を表示するために使
われている。
Conventionally, various sensors using vibrating beams have been developed. Typically, some type of digital pulse is used to indicate the force or pressure exerted on the beam.

ある種のセンサは、米国特許明細書第3470400
号及び同3479536号のように、圧電的感知技術を
利用している。その移動経路中に拘束されている
軸支された梁の型式のものは、米国特許第
3649857号に開示されている。
Certain sensors are described in U.S. Patent No. 3,470,400.
No. 3,479,536 utilizes piezoelectric sensing technology. A type of pivoted beam restrained in its path of travel is described in U.S. Pat.
Disclosed in No. 3649857.

振動する梁に関連する他の特許は、一般的に興
味あるものとして、同じく第3664237号である。
振動梁の容量感知技術が、米国特許第3187579号
及び3762223号中に例示されている。これらの両
特許には、感知用のコンデンサ板が、駆動コイル
からの部材の対向側にある。
Another patent related to vibrating beams of general interest is also No. 3,664,237.
Vibrating beam capacitive sensing techniques are illustrated in US Pat. Nos. 3,187,579 and 3,762,223. In both of these patents, the sensing capacitor plate is on the opposite side of the member from the drive coil.

梁の端での質量の加速のために、又は微小流量
の衝撃のために横方向に屈曲する圧電梁が、米国
特許第3304773号に開示されている。容量感知手
段を有する振動梁を使用した加速度計が、米国特
許第3505866号に示されている。
A piezoelectric beam that bends laterally due to mass acceleration at the end of the beam or due to the impact of a small flow rate is disclosed in US Pat. No. 3,304,773. An accelerometer using a vibrating beam with capacitive sensing means is shown in US Pat. No. 3,505,866.

1979年4月17日に発行された米国特許第
4149422号は、プリテンシヨンを作り出すスプリ
ング負荷をかけて保持されており、かつ圧力負荷
によつてワイヤの固有振動数が変化するような細
いワイヤを有する。振動ワイヤ型の圧力センサを
開示している。振動ワイヤに負荷を与えるのに用
いられるレバーは、枢軸移動を相対的に自由に行
なわしめるように断面わん曲結合上に装着されて
いる。
U.S. Patent No. issued April 17, 1979
No. 4,149,422 has a thin wire that is held under a spring load to create a pretension and whose natural frequency changes with pressure loading. A vibrating wire type pressure sensor is disclosed. The lever used to load the vibrating wire is mounted on the cross-sectional curvature joint for relative freedom of pivot movement.

感知手段は、振動子からの電流がワイヤを通つ
て流れ、この電流が永久磁石からの磁場と反応し
てワイヤを動かす。これは、反対のEMF(起電
力)を作り、電流発生用の振動回路での正帰還が
ワイヤの振動を持続させる。このように、米国特
許第4149422号に開示されたセンサは、容量型の
感知技術を利用していない。
The sensing means is such that a current from the oscillator flows through the wire and this current reacts with the magnetic field from the permanent magnet to move the wire. This creates an opposing EMF (electromotive force), and positive feedback in the current-generating oscillating circuit sustains the oscillation of the wire. Thus, the sensor disclosed in US Pat. No. 4,149,422 does not utilize capacitive sensing technology.

この発明は、圧力センサに関し、特に、振動梁
の固有振動数に負荷を与えかつ影響を与える圧力
センサに関する。前記振動梁が感知され、直接的
なデイジタル測定が出来るデイジタルパルスの形
での出力、又は測定される圧力の読み取りが用意
される。
The present invention relates to a pressure sensor, and particularly to a pressure sensor that applies a load to and influences the natural frequency of a vibrating beam. The vibrating beam is sensed and provides an output in the form of digital pulses that allow for direct digital measurements or a pressure reading to be measured.

梁は、図示するように、枢軸的に装着されたレ
バーによつて負荷を与えられ、該レバーは、梁へ
負荷を与えている間、これを不要な応力から隔離
するのを助けている。梁への励起は、振動子によ
つて駆動されるコイルから行なれ、感知手段はコ
ンデンサである。このように、励起と感知信号と
の間にはほとんど相互作用がなく、精度を向上で
きる。
The beam is loaded, as shown, by a pivotally mounted lever that helps isolate the beam from unnecessary stress while loading the beam. Excitation to the beam is from a coil driven by an oscillator and the sensing means is a capacitor. In this way, there is little interaction between the excitation and sensing signals, which can improve accuracy.

図示した特別の具体例では、励起コイルと取り
出しコンデンサ板は互いに一体に結合されて振動
梁の同じ側に装着されており、その結果として、
これら結合体の装着やシールドを容易にし、かつ
駆動コイル、感知コンデンサおよび振動梁間の空
間配置の整列や調節を容易にしている。
In the particular embodiment shown, the excitation coil and the extraction capacitor plate are integrally coupled to each other and mounted on the same side of the vibrating beam, so that:
These connections facilitate mounting and shielding, and alignment and adjustment of the spatial arrangement between the drive coil, sense capacitor, and vibrating beam.

他の利点は、より少ない部品ですむので製造が
簡単で、コスト低減も容易であり、寄生共鳴をよ
り良く制御でき、かつ取り出し部材上に装着され
うる感知回路の構成部品を有することである。振
動梁に関しては、梁の中には実質的に電流が存在
しないので、梁は、駆動コイル又は取り出し容量
の作用には不都合な影響をほとんど与えない。
Other advantages include ease of manufacture with fewer parts, easier cost reduction, better control of parasitic resonances, and having sensing circuitry components that can be mounted on the extraction member. Regarding the vibrating beam, since there is virtually no current in the beam, the beam has little detrimental effect on the operation of the drive coil or the extraction capacitance.

以下、本発明の具体例について図面を参照して
説明する。第1図及び第2図に、本発明によるセ
ンサの一般的な配置が示されている。センサ集合
体は10で示されており、外枠11は種々の部品
を装着するための基板を有している。12で示さ
れる枠の基板は平板で、枠は直立した壁13,1
4を有している。外枠11の外面は、望ましくは
厚さ約1.57mm(0.062インチ)のシリコンゴムの
被覆を施されていて、外部振動を弱めている。壁
13は開口と、ベローズ15,16を装着するた
めの装着手段とを有している。
Hereinafter, specific examples of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 show the general arrangement of a sensor according to the invention. The sensor assembly is indicated at 10, and the outer frame 11 has a substrate for mounting various components. The substrate of the frame indicated by 12 is a flat plate, and the frame has an upright wall 13,1.
It has 4. The outer surface of the outer frame 11 is coated with silicone rubber, preferably about 1.57 mm (0.062 inch) thick, to dampen external vibrations. The wall 13 has an opening and mounting means for mounting the bellows 15,16.

ベローズ16は端部にカラー17を有してい
る。該カラーは小さいリング状であり、該リング
はクランプ23Aの内部に一部はまり込み、かつ
クランプ23A内の凹部に保持されている。クラ
ンプ23Aは、包括的に符号24で示され、枢軸
動と負荷を与えるレバー部材の一部を形成するタ
ング23に摺動的に取り付けられ、かつそれに沿
つて摺動する。
The bellows 16 has a collar 17 at its end. The collar is shaped like a small ring, and the ring partially fits inside the clamp 23A and is held in a recess within the clamp 23A. Clamp 23A is slidingly attached to and slides along a tongue 23, indicated generally at 24, which forms part of the pivoting and loading lever member.

タング23はベローズ15と16間に延びてい
る。ベローズ15は、試料23内の凹部に一部嵌
め込まれている端部リング17Aを有しているの
で、タング23と接続されている。ベローズ15
と16は、軸方向においてベローズを膨張させる
ような圧力からの負荷をタング23へ伝達する。
タング23は、クランプ23Aといつしよに摺動
するような鳩尾端部を有している。
The tongue 23 extends between the bellows 15 and 16. The bellows 15 is connected to the tongue 23 because it has an end ring 17A that is partially fitted into a recess in the sample 23. bellows 15
and 16 transmit the load from the pressure to the tongue 23 which causes the bellows to expand in the axial direction.
The tongue 23 has a dovetail end that slides in tandem with the clamp 23A.

ベローズは、センサとして用いられる普通の設
計のものであり、普段は図示のように、静止又は
平衡した位置におかれている。第1の圧力入口2
0はベローズ15に接続されており、第2の圧力
入口21はベローズ16に連らなつている。ベロ
ーズは、勿論、圧力を受けると軸に沿つて膨張し
ようとし、タング23とクランプ23Aに接した
内端を伸ばす。このようにして、圧力差はタング
23の位置を変位させる。
Bellows are of common design used as sensors and are usually placed in a stationary or equilibrium position as shown. First pressure inlet 2
0 is connected to the bellows 15, and the second pressure inlet 21 is connected to the bellows 16. The bellows, of course, tends to expand along its axis under pressure, stretching its inner end against the tongue 23 and clamp 23A. In this way, the pressure difference displaces the position of the tongue 23.

クランプ23Aは、ベローズの移動方向を横切
つて、タング23に沿つて摺動し、調節されるの
で、27で示されるピボツトのようなヒンジの周
りのベローズ16の移動は、ヒンジ27の周りの
ベローズ15の移動に関連して変位されることに
なる。タング23に沿つたクランプ23Aのこの
移動は、一方のベローズ又は他のベローズからの
力の調節を可能にするので、等しい圧力がベロー
ズ15と16に供給されたときは、結果的に合成
力(モーメント)はゼロである。
Clamp 23A slides along tongue 23 transverse to the direction of movement of the bellows and is adjusted so that movement of bellows 16 around a hinge such as the pivot shown at 27 It will be displaced in relation to the movement of the bellows 15. This movement of clamp 23A along tongue 23 allows adjustment of the force from one bellows or the other, so that when equal pressure is applied to bellows 15 and 16, the resultant force ( moment) is zero.

レバー集合体24は、平面図に示されるよう
に、枠11の基板壁12に接した装着ブロツク2
5を有している。レバー集合体24は単一片の材
料から作られている。移動レバー部すなわちアク
チエータ30は、27で示されるヒンジのような
ピボツトを通してブロツク25に接続されてい
る。ピボツトは、実質的に薄い断面厚みを有し、
ピボツト軸に沿つてブロツク25と部分30を結
合している。このようにレバー集合体は、装着部
25と枢軸動するレバー部分30を有している。
レバー部分30は枠の基板12と接しないから圧
力差があると枢軸動する。適当なスペーサがブロ
ツク25の下に配置され、レバー部30を基板1
2から離している。
As shown in the plan view, the lever assembly 24 is attached to the mounting block 2 which is in contact with the substrate wall 12 of the frame 11.
5. Lever assembly 24 is made from a single piece of material. A moving lever portion or actuator 30 is connected to block 25 through a hinge-like pivot indicated at 27. the pivot has a substantially thin cross-sectional thickness;
Block 25 and section 30 are connected along the pivot axis. The lever assembly thus has a lever part 30 that pivots with the mounting part 25.
Since the lever portion 30 is not in contact with the base plate 12 of the frame, it pivots when there is a pressure difference. A suitable spacer is placed under the block 25 to keep the lever part 30 on the substrate 1.
It is separated from 2.

レバー部分30はヒンジ又はピボツト部27の
周りに枢軸動し、このピボツト部は枢軸動に対し
てはほとんど抵抗(ステイフネス)はないが、枢
軸移動の面と平行な軸の周りのレバー部30のね
じれに対して抵抗(ステイフネス)が強固であ
る。この抵抗は、ピボツト軸に沿つた方向におけ
る加速に対しても、効果的である。レバー部分は
結合部31によつてタング23と接続されてい
る。
The lever portion 30 pivots about a hinge or pivot portion 27 which offers little stiffness to pivoting, but allows the lever portion 30 to pivot about an axis parallel to the plane of pivoting. Strong resistance to twisting (stiffness). This resistance is also effective against acceleration in the direction along the pivot axis. The lever part is connected to the tongue 23 by a coupling 31.

35で示される負荷梁は、単一ブロツクの磁気
材料、好ましくはインターナシヨナル、ニツケ
ル、カンパニー社製のNi―Span C,alloy902,
から作られている。負荷梁35は、中央の振動梁
部分42を有し、部分42は、それを支持するた
めの第1と第2の隔離部分43と44間に、これ
らと一体的に配置されている。
The load beam, designated 35, is made of a single block of magnetic material, preferably Ni-Span C, alloy 902, manufactured by International Nickel Co., Ltd.
is made from. The load beam 35 has a central vibrating beam section 42 which is arranged between and integrally with first and second isolation sections 43 and 44 for supporting it.

隔離部分43は、振動梁部との接合部とは反対
側の、36で示されるような外側端で、ブロツク
25の一部を成す支持把手37に装着されてい
る。隔離部分43の外側端は、ハウジングの基板
12とは別々に装着しても良い。支持体37への
接続は固定的な接続で、はんだ付け又は真ちゆう
ろう付けである。隔離部分43の外側端は、又、
適当なキヤツプネジでピン止め又は固定されても
良い。
The standoff section 43 is attached at its outer end, as indicated at 36, opposite its junction with the vibrating beam to a support handle 37 forming part of the block 25. The outer end of standoff portion 43 may be mounted separately from substrate 12 of the housing. The connection to the support 37 is a fixed connection, by soldering or brass brazing. The outer end of the isolation portion 43 is also
It may be pinned or fixed with suitable cap screws.

隔離部分44の外側端は、負荷梁35と対向す
る端にあり、枢軸レバー部分30から突出してい
る支持部分41に、40で示されるように装着さ
れている。装着する手段は適宜の方法でなされ
る。
The outer end of the isolation part 44 is attached, as indicated at 40, to a support part 41 which is at the end opposite the load beam 35 and projects from the pivot lever part 30. The mounting means may be any suitable method.

センサー集合体は、少なくとも2つの軸上で加
速度的に平衡している−即ち、第1図に示すよう
な「Y」軸又は「X」軸における加速にはほとん
ど、又は全く影響されない。何故ならば、ピボツ
ト軸のセンサ側のトルクモーメントの和はベロー
ズ側のトルクモーメントの和と同じだからであ
る。センサは「Z」軸(第7図参照)では平衡し
てないので、ピボツト軸の抵抗(ステイフネス)
の強さはこの軸に沿つて供給される力から加速効
果を有効に減じている。
The sensor assembly is accelerationally balanced on at least two axes - that is, it is sensitive to little or no acceleration in the "Y" or "X" axes as shown in FIG. This is because the sum of the torque moments on the sensor side of the pivot shaft is the same as the sum of the torque moments on the bellows side. Since the sensor is not balanced on the "Z" axis (see Figure 7), the resistance (stiffness) of the pivot axis
The strength of is effectively subtracting acceleration effects from the forces delivered along this axis.

もし必要ならば、この軸の周りでトルクモーメ
ントを平衡させることも可能である。許容される
範囲内で、各センサ集合体はいくらか異なつたト
ルクモーメントを有する。加速に関連するこれら
の許容誤差の影響は、第1図の27Aで示される
ように、軸の周りのトルクモーメントを等しくす
るようにピボツト27の近くの場所にはんだのよ
うな少量の物質を配置することによつて最少限に
される。
If necessary, it is also possible to balance the torque moments around this axis. Within permissible limits, each sensor assembly has a somewhat different torque moment. The effect of these tolerances related to acceleration is that by placing a small amount of material, such as solder, at a location near the pivot 27 to equalize the torque moments about the axis, as shown at 27A in FIG. minimized by

振動梁部分42は、このように、支持部材37
と41間に、隔離部分43と44とによつて支持
されている。したがつて、梁部分42は枢軸レバ
ー部30の移動によつて作用される力を受けるこ
とになる。隔離部分43と44は一対の薄い帯
(ストラツプ)を形成するように、その中央部で
変形させられている。
The vibrating beam portion 42 thus supports the support member 37.
and 41 and supported by standoff portions 43 and 44. The beam portion 42 is therefore subject to the force exerted by the movement of the pivot lever portion 30. The standoff portions 43 and 44 are deformed at their central portions to form a pair of thin straps.

したがつて、ベローズの偏向又は移動によつて
ベローズ15と16間のタング23が移動する
と、ピボツト27の周りに枢軸レバー部30をタ
ング23が枢軸動させる。この移動は、振動梁部
分42の張力、圧縮応力又は負荷に変化を与え
る。振動梁部分42の負荷の変化は、振動の共振
周波数を変化させる。共振周波数の変化は、圧力
入口20と21、したがつてベローズ15と16
における圧力の差に比例する。一方の圧力入口は
大気又は真空に通じているので、各圧力の値が測
定される。さらに、一方のベローズは省略するこ
とが出来る。
Thus, movement of the tongue 23 between the bellows 15 and 16 by deflection or movement of the bellows causes the tongue 23 to pivot the pivot lever portion 30 about the pivot 27. This movement changes the tension, compressive stress or load on the vibrating beam section 42. A change in the load on the vibrating beam section 42 changes the resonant frequency of vibration. The change in the resonant frequency is due to the pressure inlets 20 and 21 and therefore the bellows 15 and 16.
is proportional to the difference in pressure at One pressure inlet is open to atmosphere or vacuum, so that each pressure value is measured. Furthermore, one of the bellows can be omitted.

ベローズ15,16によつて発生された圧力信
号は、枢軸レバー部30を介し、そのリンク作用
によつて振動梁部分42の一端(自由端)に伝達
されるので、枢軸レバー部30は十分な機械的剛
性を持てばよい。
The pressure signal generated by the bellows 15, 16 is transmitted to one end (free end) of the vibrating beam section 42 via the pivot lever section 30 by its link action, so that the pivot lever section 30 has sufficient It only needs to have mechanical rigidity.

梁は、共振周波数で制御されるAC信号によつ
て励起されるコイルを使用することにより、共振
状態に駆動又は励起される。さらに、休止中は、
梁は建前上は平衡していて、圧縮状態にもなけれ
ば引張状態にもない。即ち、支持構造又は梁にク
リープ又は緩みがなく、安定度に寄与している。
望ましくは梁の材料の弾性限界内で、梁は低応力
で作動されると良い。
The beam is driven or excited into resonance by using a coil excited by an AC signal controlled at a resonant frequency. Furthermore, during the hiatus,
The beam is in equilibrium, neither in compression nor in tension. That is, there is no creep or loosening of the support structure or beams, contributing to stability.
The beam may be operated at low stresses, preferably within the elastic limits of the beam material.

隔離部43と44は、梁部分42に垂直に延び
たマス(mass)43Aと44Aとを有し、そし
て各々は隔離された分離スプリング43Bと43
C及び44Bと44Cを有している。これらの分
離部材は、振動梁部分42を端部の装着部分と非
結合状態に保持しており、その結果、梁の「Q」
を低下させるエネルギ損失を減少させている。小
さな応力低減用部材(radii)が、振動梁部42
及びマス43Aと44A間の接合部で利用されて
いることに注目されるべきである。
Isolation sections 43 and 44 have masses 43A and 44A extending perpendicular to beam portion 42, and each have isolated isolation springs 43B and 43.
C, 44B and 44C. These isolation members hold the vibrating beam section 42 uncoupled from the end mounting portions, thereby reducing the "Q" of the beam.
Reduces energy loss. A small stress reduction member (radii) is attached to the vibration beam section 42.
and at the junction between masses 43A and 44A.

梁部分42及び隔離部分43と44の設計にお
いて、使用される広範囲の振動数を掃引せねばな
らない梁部分42によつて容易に駆動されうるよ
うな固有振動数を、どの構成要素も有していない
ことが重要である。もしも、他の要素が梁部分4
2によつて駆動されうるような固有振動数を有し
ているならば、梁部分42は、特にその固有振動
数が梁の振動数と等しいか又は倍数(例えば、
1,2,3及び4倍)のとき、システムの中のそ
のような要素を励起することになろう。
In the design of the beam section 42 and isolation sections 43 and 44, it is ensured that none of the components has a natural frequency that can easily be driven by the beam section 42, which must sweep over the wide range of frequencies used. It is important that there is no If the other element is beam part 4
2, the beam section 42 has a natural frequency such that it can be driven by 2, in particular the beam section 42 has a natural frequency equal to or a multiple of the beam frequency, e.g.
1, 2, 3 and 4 times) will excite such elements in the system.

このような事態が発生すると、隔離部材の効果
は減少して、梁の「Q」を減少させ、かつその振
動数を変化させる。この結果として、与えられた
応力に関しての梁の直線性と平滑性とにおいて不
連続性を生ずる。加えて、中央の梁はその共振周
波数と共振周波数の2倍で容易に駆動されること
が分る。何故ならば、梁の各半サイクルに関し
て、振動梁部分42の一端に引張り力が加わるか
らである。梁は、その作動中、静止面内でその反
対側へ偏向する。
When this occurs, the effectiveness of the isolation member is reduced, reducing the "Q" of the beam and changing its frequency. This results in a discontinuity in the straightness and smoothness of the beam for a given stress. In addition, it can be seen that the central beam is easily driven at its resonant frequency and twice the resonant frequency. This is because for each half cycle of the beam, a tensile force is applied to one end of the vibrating beam section 42. During its operation, the beam deflects in its rest plane to its opposite side.

実際のところ、隔離部材は振動梁によつては駆
動されないような低い振動数にすることは不可能
である。何故ならば、このためには隔離部材を非
常に長くかつ薄くしなければならないからであ
る。したがつて、全体的なセンサの大きさは大き
くなり、装置は製作するのに困難であろう。上述
したように、振動梁部分が2次、3次又は高調波
で分離スプリングを駆動することが可能である。
As a matter of fact, it is not possible for the isolation member to vibrate at such low frequencies that it cannot be driven by the vibrating beam. This is because the separating element must be very long and thin for this purpose. Therefore, the overall sensor size would be large and the device would be difficult to fabricate. As mentioned above, it is possible for the vibrating beam section to drive the isolation spring with second, third or harmonics.

そして又、実際に、これらの分離スプリングを
高い振動数にして駆動されないようにし、かつ必
要な低い振動数分離を保たせることは不可能であ
る。このようにして、分離スプリングの振動数
は、応力がかけられた振動数範囲で振動梁部分4
2と干渉しないような「窓」を持つように選択さ
れなければならないことが理解されよう。
And also, in practice, it is not possible to drive these isolation springs to high frequencies and not to have them maintain the necessary low frequency isolation. In this way, the frequency of the isolation spring is reduced by the frequency of the vibrating beam section 4 in the stressed frequency range.
It will be appreciated that the selection must be made to have a "window" that does not interfere with 2.

即ち、応力が振動梁部分42にかけられたと
き、その固有振動数とこの2倍の振動数は、分離
スプリング43Bと43C及び44Bと44Cの
共振周波数と一致してはならない。最も広い
「窓」は、これら各4個のスプリングの基本的な
分離スプリングの振動数が、最大の応力が生じた
ときに相当する振動梁部分の最も高い振動数より
大きく、かつ振動梁42の固有振動数の2倍より
低いように設定される。
That is, when stress is applied to the vibrating beam section 42, its natural frequency and twice this frequency must not coincide with the resonant frequencies of the isolation springs 43B and 43C and 44B and 44C. The widest "window" is one in which the fundamental isolation spring frequency of each of these four springs is greater than the highest frequency of the vibrating beam section corresponding to the maximum stress, and It is set to be lower than twice the natural frequency.

梁部分42の特定の例としては、概ね少なくと
も約0.025mm(0.001インチ)で、多くとも約0.25
mm(0.010インチ)の範囲内で、約0.12mm(0.0047
インチ)の厚さの梁部分を有する。梁部分は、概
ね少なくとも約2.54mm(0.10インチ)で、多くと
も約12.7mm(0.50インチ)の範囲で、約6.35mm
(0.250インチ)の長さを有し、かつ概ね少なくと
も約5.08mm(0.20インチ)で多くとも約2.54mm
(0.100インチ)の範囲で、約1.07mm(0.042イン
チ)の幅を有している。
A specific example of beam portion 42 is generally at least about 0.025 mm (0.001 inch) and at most about 0.25 inch.
Within the range of mm (0.010 inch), approximately 0.12 mm (0.0047
inch) thick beam section. The beam section is generally at least about 2.54 mm (0.10 inch) and at most about 12.7 mm (0.50 inch), and about 6.35 mm.
(0.250 inch) and generally at least about 5.08 mm (0.20 inch) and at most about 2.54 mm
(0.100 inch) and has a width of approximately 1.07 mm (0.042 inch).

応力のかからない状態での固有振動数は、梁の
厚さに比例し、梁の長さの二乗に逆比例し、それ
は、Ni―Span Cのような材料を用いた場合は、
約14.KHzである。Ni―Span Cは優れたスプリ
ング特性を呈する組成であり、広い温度範囲にわ
たり実質的にゼロの温度係数である。他の固有振
動数も選択し得るであろう。
The natural frequency in a stress-free state is proportional to the thickness of the beam and inversely proportional to the square of the beam length, and when using a material such as Ni-Span C,
It is approximately 14.KHz. Ni-Span C is a composition that exhibits excellent spring properties, with a virtually zero temperature coefficient over a wide temperature range. Other natural frequencies could also be selected.

振動数の変化は、レバー集合体24にかかる力
によつて発生される梁内の応力によつて決定され
る。一例をあげれば、この応力は、一気圧で、約
12.7mm(1/2インチ)径のビローズによつて作ら
れた約1.13Kg(2.5ポンド)である。振動梁部分
42内の応力は、幅を変化させることによつて梁
部分の非応力状態の振動数を変化させないで調節
される。一例として、応力はNi―Span Cを用い
て約703.7Kg/cm2(10000psi)に調節された。
The change in frequency is determined by the stress in the beam generated by the force on the lever assembly 24. For example, at one atmosphere, this stress is approximately
It is made of 12.7 mm (1/2 inch) diameter bellows and weighs approximately 1.13 Kg (2.5 lbs). The stress in the vibrating beam section 42 is adjusted by changing the width without changing the frequency of the unstressed state of the beam section. As an example, the stress was adjusted to about 703.7 Kg/cm 2 (10000 psi) using Ni-Span C.

この応力は、Ni―Span Cの許容強度に比して
非常に低く、その結果としてのヒステリシス誤差
を非常に低くするので、理想的である。加えて、
振動数の長期変化はない。その結果、振動梁部分
42の振動数変化は約2300Hzであり、これは又、
梁を圧縮又は引つ張りのいずれかに置いたときの
最大尺度の振動数の約16%である。このように、
例えばゼロ気圧から1気圧までの変化は14.5KHz
から16.8KHzまでの共振周波数変化を生ずる。
This stress is ideal because it is very low compared to the allowable strength of Ni-Span C, and the resulting hysteresis error is very low. In addition,
There is no long-term change in frequency. As a result, the frequency change of the vibrating beam portion 42 is approximately 2300Hz, which also
It is approximately 16% of the maximum scale frequency when the beam is placed in either compression or tension. in this way,
For example, the change from zero atmosphere to 1 atmosphere is 14.5KHz
This causes a resonant frequency change from 16.8KHz to 16.8KHz.

前述のように、分離スプリングに対する振動数
は、16.8KHzよりも大きく、14.5KHzの二倍即ち
29KHzよりも小さくなるように、振動梁部分42
に対するのと同様に調節される。実際に、分離ス
プリングの振動数は22KHzから24KHzまでが良く
作動することが見出された。スプリング43Bと
43C及び44Bと44Cは普通の構成の場合、
約8mm(0.315インチ)の長さに対して約0.3mm
(0.012インチ)の厚さになる。
As mentioned above, the frequency for the isolation spring is greater than 16.8KHz and twice 14.5KHz or
The vibration beam portion 42 is set so that the frequency is lower than 29KHz.
It is adjusted in the same way as for. In fact, it was found that the vibration frequency of the separation spring works well from 22KHz to 24KHz. When the springs 43B and 43C and 44B and 44C have a normal configuration,
Approximately 0.3mm for a length of approximately 8mm (0.315 inches)
(0.012 inch) thick.

分離マス(43Aと44A)は、2600Hzの分離
システム振動数を生ずるように調節される。そし
てこの振動数は、振動梁部分の振動数比に対する
優れた分離システムを実現し、したがつてまた非
常に低い伝達性を実現する。
The separation masses (43A and 44A) are adjusted to produce a separation system frequency of 2600 Hz. This frequency then provides an excellent isolation system for the frequency ratio of the vibrating beam section and therefore also a very low transmissibility.

コイルと取り出し部の機械的構造は第1〜第4
図に示されている。図示のように、セラミツクの
装着ブロツク50がデイスク部材51上に装着さ
れている。デイスク部材は金属であり、通常の方
法でブロツク50にろう付けされている。必要に
応じて、ブロツクはデイスクにピン止めしても良
い。
The mechanical structure of the coil and take-out part is 1st to 4th.
As shown in the figure. As shown, a ceramic mounting block 50 is mounted on the disk member 51. The disk member is metal and is brazed to block 50 in a conventional manner. Blocks may be pinned to disks if desired.

デイスク部材51は枠体の基板(第2図参照)
の凹所52内に嵌合されており、ブロツク50は
枠体内に突出している。デイスクは凹所52内で
回転されうるようになつており、所望の位置をと
る。デイスクは次に、はんだ付けされて、使用中
に回転位置に正確に保持されるようにする。ブロ
ツク50は、アルミナ又はセラミツク材料のよう
な非磁性かつ非電導体材料で作られる。
The disk member 51 is the substrate of the frame (see Fig. 2).
The block 50 projects into the frame. The disc is adapted to be rotated within the recess 52 and assumes the desired position. The disk is then soldered to ensure that it is held precisely in rotational position during use. Block 50 is made of a non-magnetic and non-conducting material such as alumina or ceramic material.

図示のように、ブロツク50は、振動梁部42
の平面に接近し、かつ平行な面53Aを有する突
出部53を持つている。ブロツク53は、分離部
43と44の各端間に嵌合している。ブロツク5
3は、面53A(第3図参照)の反対の面57か
ら内側に延びて作られた円筒状の凹所54を有し
ている。
As shown, the block 50 is connected to the vibrating beam section 42.
It has a protrusion 53 having a surface 53A that is close to and parallel to the plane of . Block 53 fits between each end of separators 43 and 44. Block 5
3 has a cylindrical recess 54 extending inwardly from a surface 57 opposite surface 53A (see FIG. 3).

心棒55がこの凹所に装着されていて、導電性
のエポキシ樹脂又ははんだによつてブロツク53
に固着されている。心棒55は磁性を有するステ
ンレスで作られていて、高い「ミユー(μ)」、す
なわち高い透磁率の材料であることが望ましい。
A mandrel 55 is mounted in this recess and is connected to the block 53 by conductive epoxy or solder.
is fixed to. The mandrel 55 is preferably made of magnetic stainless steel, and is preferably a material with high mu (μ), that is, high magnetic permeability.

心棒は円盤状の端56を有しており、ブロツク
53の面57とデイスク56との間には、58で
示されるコイルがある。これは単独のコイルであ
り、梁を駆動するに必要な磁力を生ずるための適
宜の巻数を有している。
The mandrel has a disc-shaped end 56 and between the face 57 of block 53 and disc 56 is a coil indicated at 58. This is a single coil with the appropriate number of turns to create the magnetic force necessary to drive the beam.

振動梁部分42に近接し、かつ面しているブロ
ツク53の面53A上には、コンデンサ板を形成
する導電性のストリツプ61がセラミツク材料上
に設けられ、焼結される。コンデンサ板61は第
4図に示されている。他の電気的部品がセラミツ
クブロツク50の表面に直接装着されていて、
種々の部品が導電性材料のストリツプに設けられ
たコンデンサ板に接続されている。そのような部
品については、この明細書中で後述されている。
On the face 53A of the block 53 adjacent to and facing the vibrating beam section 42, a conductive strip 61 forming a capacitor plate is provided on the ceramic material and sintered. Capacitor plate 61 is shown in FIG. Other electrical components are mounted directly on the surface of the ceramic block 50,
Various components are connected to capacitor plates mounted on strips of conductive material. Such components are discussed later in this specification.

コイル58に近接し、かつコンデンサ板61に
関してはブロツク53の反対側にあるブロツク5
3の表面57は、振動梁部分42とコンデンサ板
61間で感知される容量に影響しないように、コ
イル58の電流からの干渉を遮蔽するためメタラ
イズされてもよい。
Block 5 adjacent to coil 58 and opposite block 53 with respect to capacitor plate 61
The surface 57 of 3 may be metallized to shield interference from the current in the coil 58 so as not to affect the capacitance sensed between the vibrating beam section 42 and the capacitor plate 61.

デイスク51を回転することによつて、コンデ
ンサ板と振動梁部分42間の空間は組立のときに
調節される。ブロツク50と板又はデイスク51
は、梁35が配置されたあとに取り付けられる。
板61と振動梁部分42間の空間は約0.13mm
(0.005インチ)である。
By rotating the disc 51, the spacing between the capacitor plate and the vibrating beam section 42 is adjusted during assembly. Block 50 and plate or disk 51
are attached after the beams 35 are placed.
The space between the plate 61 and the vibration beam portion 42 is approximately 0.13 mm.
(0.005 inch).

梁の振動部分42は、板61と結合して形成さ
れる可変コンデンサ板の他方電極を形成し、この
部分は接地される。ブロツク50は、もし所望な
らば、ピン50Aと接続口50Bを通して給電さ
れる回路を形成されてもよい。
The vibrating portion 42 of the beam forms the other electrode of the variable capacitor plate formed in conjunction with the plate 61, and this portion is grounded. Block 50 may be formed into a circuit that is powered through pin 50A and connection port 50B, if desired.

第6図と第7図には、変形した構成が示されて
いる。梁35、レバー集合体24(特にピボツト
軸部分30)及びベローズの装着手段は実質的に
同じである。装着ブロツク25は、変形された駆
動及び取り出しセンサ集合体74を装着するため
に変形されている。
A modified configuration is shown in FIGS. 6 and 7. The attachment means for beam 35, lever assembly 24 (particularly pivot shaft section 30) and bellows are substantially the same. The mounting block 25 has been modified to mount a modified drive and extraction sensor assembly 74.

軸75は、第6図に示されるように、ブロツク
25に設けられている開口に装着されていて、振
動梁部分42に関して、ネジ76が軸75の長さ
方向の調節を行つている。一方、軸75はデイス
ク79に接続されていて、デイスク79はその外
側にコイルを支持するように延びているロツド7
8を有している。デイスク76はエポキシ樹脂そ
の他の接着材料で通常の方法によつて軸75の一
端に接続されている。
The shaft 75 is mounted in an opening provided in the block 25, as shown in FIG. 6, and a screw 76 provides longitudinal adjustment of the shaft 75 with respect to the vibrating beam portion 42. On the other hand, the shaft 75 is connected to a disk 79, and the disk 79 has a rod 7 extending outside thereof to support the coil.
It has 8. Disc 76 is connected to one end of shaft 75 by epoxy or other adhesive material in a conventional manner.

コイル82が、デイスク79の内面とセラミツ
クの円盤状の取り出し部材(ピツクアツプ)84
の表面83との間で、心棒78に巻かれている。
コイル心78が、所望の距離だけセラミツクデイ
スク84内の凹所に延びており、この心棒78
は、セラミツクの取り出し体に固着されて、コイ
ルがコイル心に巻かれたあと両者を一体的に、所
定位置に支持する。
The coil 82 is connected to the inner surface of the disk 79 and a ceramic disc-shaped pick-up member 84.
It is wound around the mandrel 78 between the surface 83 of the
A coil core 78 extends into a recess in ceramic disk 84 a desired distance, and
is fixed to the ceramic take-out body and integrally supports both in a predetermined position after the coil is wound around the coil core.

セラミツクデイスク84は、第8図に陰影を付
けて示すように、導電性表面を有しており、それ
によつて回路またはその構成部品が梁の近くに装
着されるようになつている。デイスク84に装着
されている部品は、適宜の接続片86を備えてお
り、かつ板61に対応するコンデンサ板85およ
び厚膜コンデンサ88を含むのが望ましい。前記
接続片86は、厚膜ハイブリツド抵抗87へ接続
され、一方、厚膜コンデンサ88は接続片86に
セメント付けで電気的に接続されている。
Ceramic disk 84 has a conductive surface, as shown in shading in FIG. 8, to allow the circuit or its components to be mounted close to the beam. The components attached to disk 84 preferably include a capacitor plate 85 and a thick film capacitor 88, with appropriate connecting pieces 86 and corresponding to plate 61. The connecting piece 86 is connected to a thick film hybrid resistor 87, while the thick film capacitor 88 is electrically connected to the connecting piece 86 by cementing.

適当な接点87Aと88Aが、コンデンサ88
と抵抗87の他端に接続される。図から分るよう
に、ハイブリツドコンデンサ88と抵抗87は、
コンデンサ板85に接近して装着され、かつセラ
ミツクデイスク部材から突出しているので、振動
梁部分42はこれら2つの部品の間に挾まれてい
る。振動梁部分42はコンデンサ板85に接近し
て配置され、かつ普通はそれに平行である。
Appropriate contacts 87A and 88A connect capacitor 88
and is connected to the other end of the resistor 87. As can be seen from the figure, the hybrid capacitor 88 and resistor 87 are
Mounted in close proximity to capacitor plate 85 and protruding from the ceramic disk member, vibrating beam portion 42 is sandwiched between these two parts. The vibrating beam portion 42 is located close to and generally parallel to the capacitor plate 85.

作動にあたつて、この発明のどちらの形におい
ても、梁は関連するコイルを励磁することによつ
て振動させられる。磁束が発生され、振動梁部分
42を、その長さ方向の面に垂直な方向で、両側
へ偏向させる。心棒55又は78はセラミツクブ
ロツク53又は84を通つてかなりの長さ延びて
おり、磁場は梁部分42と結合する。コンデンサ
の容量変化が感知され、実際に駆動回路を制御し
て振動梁部を共振させると共に、振動数の出力を
与える。
In operation, in either version of the invention, the beam is caused to vibrate by energizing the associated coil. A magnetic flux is generated which deflects the vibrating beam section 42 to either side in a direction perpendicular to its longitudinal plane. The mandrel 55 or 78 extends a considerable length through the ceramic block 53 or 84 and the magnetic field is coupled to the beam section 42. The change in capacitance of the capacitor is sensed and actually controls the drive circuit to cause the vibrating beam to resonate and provide a frequency output.

圧力差の変化は、ピボツト軸27の周りにレバ
ー部30を回動させることになるタング23の移
動を誘起し、その結果、振動梁部分42に加わる
圧縮又は引張りの負荷を変化させ、梁の共振周波
数を変化させる。この変化は、振動梁部分42
と、この梁部分に近接配置されたセンサに応じ
て、板61か85かのどちらかとの間に形成され
るコンデンサ板からの信号の周波数変化によつて
感知される。
The change in pressure differential induces a movement of the tongue 23 which causes the lever part 30 to rotate about the pivot axis 27, thereby changing the compressive or tensile load on the vibrating beam section 42 and causing the beam to move. Change the resonant frequency. This change is caused by the vibration beam portion 42
and is sensed by the frequency change of the signal from the capacitor plate formed between either plate 61 or 85, depending on the sensor placed close to this beam section.

この信号変化は、基準圧力の周波数に関連して
圧力の差を表わしている。好ましくは、梁のその
基本振動数で駆動されるが、コンデンサの取り出
し(pick―off)は、基本振動数の所望の高調波
又は他の所望の振動数に感応するように取り出し
コンデンサを再配置することを可能にする。
This signal change represents the difference in pressure with respect to the frequency of the reference pressure. Preferably, the beam is driven at its fundamental frequency, but capacitor pick-off involves repositioning the pick-off to be sensitive to a desired harmonic of the fundamental frequency or other desired frequency. make it possible to

第9図は、本発明の振動梁から周波数出力信号
を取り出すための回路を簡単に図式化したもので
ある。この回路はいくつかの異つた具体例をとり
得る。第9図において、振動梁部分42は、上述
したように分離部材43と44間で支持されるよ
うに図示されている。61で示されるコンデン
サ・ピツクアツプ電極(これは85でもある)
は、振動梁部分42から離れていて可変コンデン
サを形成している。
FIG. 9 is a simplified diagram of a circuit for extracting a frequency output signal from the vibrating beam of the present invention. This circuit can take several different implementations. In FIG. 9, vibrating beam section 42 is shown supported between isolation members 43 and 44 as described above. Capacitor pickup electrode shown at 61 (this is also 85)
is spaced apart from the vibrating beam portion 42 and forms a variable capacitor.

第9図の回路は、印加電圧端子90、接地端子
91及び出力端子92を有する。印加電圧V+の
電源(図示せず)が印加電圧端子90に接続され
ている。端子90と接地端子91の間に抵抗93
とコイル58(又は82)が接続されている。
The circuit of FIG. 9 has an applied voltage terminal 90, a ground terminal 91, and an output terminal 92. A power source (not shown) with an applied voltage V+ is connected to the applied voltage terminal 90. A resistor 93 is connected between the terminal 90 and the ground terminal 91.
and the coil 58 (or 82) are connected.

直流が抵抗93とコイル58に流れると、心棒
又は磁心54(又は75)から定常磁場が作られ
る。コイル58を流れる直流によつて作られる定
常磁場は、必要ならば永久磁石と置き換えてもよ
い。
When direct current flows through resistor 93 and coil 58, a steady magnetic field is created from mandrel or magnetic core 54 (or 75). The steady magnetic field created by the direct current flowing through coil 58 may be replaced by permanent magnets if desired.

端子90と取り出し電極61との間にまた、バ
イアス抵抗88も接続されている(第7図では、
セラミツクデイスクに装着されている)。バイア
ス抵抗88は、抵抗88と電極61とが接続され
る接続点95に直流バイアスを与える。その結
果、振動梁部分42と取り出し電極61とによつ
て形成される可変コンデンサに生ずる電圧は、直
流と振動梁部材42の振動の周波数との関数とな
る。
A bias resistor 88 is also connected between the terminal 90 and the extraction electrode 61 (in FIG.
(attached to the ceramic disc). Bias resistor 88 applies a DC bias to connection point 95 where resistor 88 and electrode 61 are connected. As a result, the voltage generated across the variable capacitor formed by the vibrating beam portion 42 and the extraction electrode 61 is a function of the direct current and the frequency of vibration of the vibrating beam member 42.

接続点95から導かれる信号は、フイルターコ
ンデンサ87(第9図)を通つて増幅器97へ与
えられる。増幅器97の増幅出力は、回路の出力
信号として出力端子92へ供給される。増幅器9
7の出力は、フイードバツクコンデンサ98を通
つて、抵抗93と駆動コイル58との接続点94
へ接続されている。
The signal derived from node 95 is applied to amplifier 97 through filter capacitor 87 (FIG. 9). The amplified output of amplifier 97 is supplied to output terminal 92 as an output signal of the circuit. amplifier 9
The output of 7 passes through a feedback capacitor 98 to a connection point 94 between the resistor 93 and the drive coil 58.
connected to.

回路が作動させられると、コイル58からの磁
場は梁部分42を変位させる。梁部分42と板6
1との間のコンデンサ容量は、バイアス抵抗88
とコンデンサ87を通つて増幅器97に供給され
る入力に影響を与える。増幅器97の出力は、コ
ンデンサ98に加わるフイードバツク信号を変化
させ、これはさらにコイル58を通る電流に影響
を与える。
When the circuit is activated, the magnetic field from coil 58 displaces beam portion 42. Beam part 42 and plate 6
The capacitor capacity between 1 and 1 is the bias resistor 88
and the input supplied to amplifier 97 through capacitor 87. The output of amplifier 97 changes the feedback signal applied to capacitor 98, which in turn affects the current through coil 58.

コイル58を通る電流の変化は、振動梁部分4
2を通る磁場を変化させて、振動梁部分42は再
び変位する。振動梁部分42はこうしてその固有
振動数に励起され、増幅器97の出力はこの振動
周波数で変化する。各構成部品は、所望の周波数
領域で発振を生ずるように、適宜な位相調整がで
きるように選択される。
The change in the current through the coil 58 causes the vibration beam section 4 to
By changing the magnetic field passing through 2, the vibrating beam section 42 is again displaced. The vibrating beam section 42 is thus excited to its natural frequency and the output of the amplifier 97 varies at this vibration frequency. Each component is selected to allow appropriate phase adjustment to produce oscillation in the desired frequency range.

したがつて、第9図の回路は、出力信号の周波
数が梁部分42の振動周波数の関数であるよう
な、時間変化のある出力信号を与える。この出力
信号は、デイジタル又はアナログ信号に変換され
ることができる。前記出力信号は、その周波数を
変化させる梁部分42の引張り又は圧縮力の表示
を与え、またそれは感知されるべき圧力の関数で
ある。
The circuit of FIG. 9 thus provides a time-varying output signal such that the frequency of the output signal is a function of the vibration frequency of the beam section 42. This output signal can be converted to a digital or analog signal. The output signal gives an indication of the tensile or compressive force on the beam section 42 varying its frequency, which is also a function of the pressure to be sensed.

増幅器97のための実際の回路構成部品、及び
出力端子92の信号をデイジタル又はアナログ信
号へ変換するための他の構成部品は、第1図に模
式的に示される如く装着されることができる。あ
るいは、必要ならば、全ての構成部品が、第4図
に示される如く、ブロツク50上に装着されても
よい。
The actual circuit components for amplifier 97 and other components for converting the signal at output terminal 92 into a digital or analog signal can be mounted as shown schematically in FIG. Alternatively, if desired, all components may be mounted on block 50, as shown in FIG.

外部ソースからの低周波数の振動(センサが航
空機内で使用されるときの航空機の振動のよう
な)が出力信号に低周波の発振を生じさせるなら
ば、そのときは適当なフイルタを使用してそのよ
うな不所望な発振を除去することができる。
If low frequency vibrations from external sources (such as aircraft vibrations when the sensor is used in an aircraft) cause low frequency oscillations in the output signal, then use a suitable filter. Such undesired oscillations can be eliminated.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明による感知手段を有する圧力セ
ンサの平面図、第2図は第1図の2―2線からみ
た正面図、第3図は第2図の3―3線に沿つた部
分的断面図、第4図は第3図の4―4線からみた
正面図、第5図は第1図の5―5線からみた一部
断面図、第6図は本発明の変形の部分的上部平面
図、第7図は第6図の装置に使用されるコイルと
ピツクアツプ部材の、第6図の7―7線からみた
側面図、第8図は第7図の8―8線からみた正面
図、第9図は本発明のセンサに使用される駆動及
び感知用回路の概略図である。 10……圧力センサ、12……枠体、15,1
6……ベローズ、20,21……圧力入口、23
……タング、27……ピボツト、42……振動
梁、58……コイル、61……電極。
Fig. 1 is a plan view of a pressure sensor having a sensing means according to the present invention, Fig. 2 is a front view taken from line 2-2 in Fig. 1, and Fig. 3 is a section taken along line 3-3 in Fig. 2. 4 is a front view taken from the line 4--4 in FIG. 3, FIG. 5 is a partial sectional view taken from the line 5--5 in FIG. 1, and FIG. 6 is a modified portion of the present invention. 7 is a side view of the coil and pickup member used in the device shown in FIG. 6, taken from line 7-7 in FIG. 6, and FIG. 8 is a side view taken from line 8-8 in FIG. 7. The front view, FIG. 9, is a schematic diagram of the driving and sensing circuitry used in the sensor of the present invention. 10...Pressure sensor, 12...Frame body, 15,1
6... Bellows, 20, 21... Pressure inlet, 23
...Tang, 27...Pivot, 42...Vibration beam, 58...Coil, 61...Electrode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 基体と、 長手方向の軸を有する振動梁と、 上記基体に関連して上記振動梁の一端を装着す
る手段と、 上記基体に枢軸動可能に取付けられたレバー部
材よりなるアクチエータと、 上記振動梁の上記基体への装着部とは反対側
の、上記振動梁の端に作動的に結合されている上
記アクチエータの第1の端と、 上記振動梁の長手方向軸に沿つた方向におい
て、上記アクチエータから上記振動梁へ作用させ
る力を上記アクチエータが変化させるように、圧
力信号を上記アクチエータの第2の端へ供給する
手段と、 上記振動梁をその固有振動数で振動させるため
の駆動手段と、 上記振動梁の振動の振動数を検知するための振
動数検知手段とよりなり、 上記レバー部材を上記基体に枢軸動可能に取付
ける手段は上記基体上に装着された支持ブロツク
を含み、 上記支持ブロツクおよびレバー部材は、これら
両者の間にピボツト軸を形成された単一片材料か
ら作られ、 ピボツト軸は、ピボツト軸および上記振動梁の
長手方向軸と垂直な方向で上記単一片材料の厚み
を減少させた部分により、ヒンジ作用を呈するよ
うに構成された振動梁型圧力センサ。 2 基体と、 長手方向の軸を有する振動梁と、 上記基体に関連して上記振動梁の一端を装着す
る手段と、 上記基体に枢軸動可能に取付けられたレバー部
材よりなるアクチエータと、 上記振動梁の上記基体への装着部とは反対側
の、上記振動梁の端に作動的に結合されている上
記アクチエータの第1の端と、 上記振動梁の長手方向軸に沿つた方向におい
て、上記アクチエータから上記振動梁へ作用させ
る力を上記アクチエータが変化させるように、圧
力信号を上記アクチエータの第2の端へ供給する
手段と、 上記振動梁をその固有振動数で振動させるため
の駆動手段と、 上記振動梁の振動の振動数を検知するための振
動数検知手段とを具備した振動梁型圧力センサで
あつて、 さらに、振動梁の第1端部を基体に対して装着
する手段と、 振動梁の第2端部を上記アクチエータの第2の
端に装着する手段とを具備し、 上記振動梁の第1および第2端部を装着する上
記手段は、各々、隔離部分を形成する第1及び第
2のスプリング集合体よりなり、 上記第1及び第2のスプリング集合体は、それ
らの間に位置する振動梁部分が十分な応力を受け
たときには振動梁部分の固有振動数より高く、ま
た前記振動梁部分がそれ以下の応力状態にあると
きには、振動梁部分の個有振動数の2倍よりは低
くなるような、基本固有振動数を各々有する分離
体を含むように構成された振動梁型圧力センサ。
[Scope of Claims] 1. A base body, a vibrating beam having a longitudinal axis, means for mounting one end of the vibrating beam in relation to the base body, and a lever member pivotably attached to the base body. a first end of the actuator operatively coupled to an end of the vibrating beam opposite the attachment of the vibrating beam to the substrate; means for applying a pressure signal to a second end of the actuator such that the actuator varies the force exerted by the actuator on the vibrating beam in a direction along the vibrating beam; and vibrating the vibrating beam at its natural frequency. and a frequency detecting means for detecting the frequency of vibration of the vibrating beam, and means for pivotally attaching the lever member to the base body includes a support mounted on the base body. The support block and the lever member are made from a single piece of material with a pivot axis formed therebetween, the pivot axis extending in a direction perpendicular to the pivot axis and the longitudinal axis of the vibrating beam. A vibrating beam pressure sensor configured to exhibit a hinge action through a reduced thickness section of a single piece of material. 2. a base body, a vibrating beam having a longitudinal axis, means for mounting one end of the vibrating beam in relation to the base body, an actuator comprising a lever member pivotably attached to the base body, and the vibration beam; a first end of the actuator operatively coupled to an end of the vibrating beam opposite the attachment of the beam to the substrate; means for supplying a pressure signal to a second end of the actuator such that the actuator changes the force exerted by the actuator on the vibrating beam; and drive means for causing the vibrating beam to vibrate at its natural frequency. , a vibrating beam type pressure sensor comprising a frequency detection means for detecting the frequency of vibration of the vibrating beam, further comprising means for mounting the first end of the vibrating beam on the base; means for attaching a second end of the vibrating beam to a second end of the actuator, the means for attaching the first and second ends of the vibrating beam each having a second end forming an isolated portion; the first and second spring assemblies have a higher natural frequency than the natural frequency of the vibrating beam when the vibrating beam located between them receives sufficient stress; Further, when the vibrating beam portion is under a stress state lower than that, the vibrating beam is configured to include separate bodies each having a fundamental natural frequency lower than twice the characteristic frequency of the vibrating beam portion. Beam type pressure sensor.
JP6234880A 1979-05-14 1980-05-13 Vibration beam type pressure sensor Granted JPS5629134A (en)

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