.
/
У
hv /
Изобретение.относитс к контроль но-измерительной технике, а именно к частотным датчикам давлени , пред назначенным дл измерени избыточно давлени в устройствах автоматичес ,кого контрол и регулировани . Известен частотньтй датчик давлени , содержащий корпус, выполненный за одно целое с мембраной, стру ный резонатор, стойки и систему воз буждени колебаний, причем одна из стоек выполнена за одно целое с мембраной и расположена от центра мембраны на рассто нии, равном 0,58 ее радиуса, а друга - на рассто НИИ большем радиуса мембран и закр лена на корпусе датчика m .. Недостатком известного датчика вл етс невысока точность измерени , котора вызвана тем, что датчик представл ет собой конструкцию, собранную из отдельных деталей. При еборке возникают монтажные напр жени , которые в процессе эксплуатаци датчика будут измен тьс под вли ни ем температурных и механических воз действий, что приведет к нестабильности показаний датчика, а следовательно , к уменьшению его точности. Наличие инерционной массы в виде стойки, расположенной на мембране, вл етс источником уменьшени точности датчика при механических воз ействи х (линейные ускорени , вибр ционные и ударные нагрузки) из-за дополнительного прогиба мембраны при этих воздействи х и св занного с этим прогибом изменени частоты колебаний струнного резонатора. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс датчик давлени с частотным выходным сигналом, которьй содержит чув ствительный элемент в виде пр моугольной перемычки, выполненной за одно целое с корпусом, упругой плос кой мембраной и кронштейнами, и систему возбуждени колебаний пр моугольной перемычки, причем мембра на соединена с корпусом через кольцевой упругий шарнир, над которым размещены кронштейны, совмещенные с инерцио нными грузами 2j , Недостатками известного датчика вл ютс г невысока точность измерени вследствие вли ний вибраций и ускорений. Целью изобретени вл етс повышение точности измерени за счет уменьшени вли ни вибраций и ускорений , Поставленна цель достигаетс тем, что в частотном датчике давлени , содержащем плоскую мембрану, выполненную за одно целое с корпусом и кронштейнами, на которых закреплен резонатор, и систему возбуждени и съема колебаний резонатора, плоска мембрана выполнена пр моугольной формы и снабжена выступом, симметрично расположенным вдоль ее продольной оси, на котором размещены кронштейны, а на мембране симметрично относительно ее поперечной оси выполнены идентичные параллельные канавки. На фиг. 1 изображен разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 2 - устройство вид сверху; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг,. 1; на фиг. 4, 5 - принцип действи датчика. Частотный датчик давлени содержит плоскую мембрану 1, выполненную за одно целое с корпусом 2 и кронштейнами 3, На кронштейнах 3 закреплен резонатор 4 с помощью сварки, Резонатор 4 может быть также выполнен за одно целое с кронштейнами 3, корпусом 2 и плоской мембраной 1, Плоска мембрана 1 с симметрично расположенным вдоль ее продольной оси пр моугольным выступом.5 имеют идентичные параллельные участки пониженного сечени (канавки) 6 и 7, Крьшгка 8 в местах 9 соединена сваркой с корпусом 2, образу камеру 10 приема давлени . Давление в камеру 10 подаетс через отверстие 11, Система возбуждени колебаний резонатора и съема сигнала.псодержит возбудитель 12, адаптер 13 и усилитель автогенератора 14, Частотный датчик давлени работает следующим образом. При подаче напр жени питани на усилитель 14 возникают устойчивые колебани резонатора на собственной частоте колебаний. Давление, подаваемое в камеру 10 через отверстие 11, вызывает деформацию участков пониженного сечени 6 и 7, Плоска мембрана 1 под действием давлени практически не прогибаетс из-за наличи на ней пр моугольного выступа 5. Осевое перемещение участков пониженного сечени 6 и 7 приводит к развороту кронштейнов 3. Если участки пониженного сечени расположены между кронштейнами 3 (фиг. 4), то разворот каждого из кронштейнов 3 происходит на угол Об( относительно оси, совпадающей с линией пересечени плоской мембраны с внутренней короткой стенкой корпуса (ось I-I на фиг. 2). Если участки пониженного сечени расположены с внешних сторон кронштейнов 3 (фиг. 5), то разворот каждого из кронштейнов 3 происходит на угол oig относительно оси симметрии датчика (ось 1I-T1 на фиг..2) Разворот кронштейнов 3 приводит к деформаци м раст жени сжати резо натора 4, при этом резонатор 4, изоб раженный на фиг. 4, будет раст гива с под действием силы Р и увеличивать частоту колебаний, а резонатор 4, изображенный на фиг. 5, будет сжиматьс под действием силы Р и уменьшать частоту колебаний. Увеличение частоты колебаний при увеличении давлени в камере 10 датчика соответствует положительному знаку козф4)ициента чувствительности, умен шение частоты колебаний при увеличе НИИ давлени в камере 10 датчика отрицательному знаку коэффициента ч ствительности. Снабжение плоской мембраны и пр моугольного выступа .участками пониженного сечени , расположенными пер пендикул рно продольной оси резонатора , позвол ет образовать в теле плоской мембраны участки, чувствительные к измер емому давлению, деформаци (прогиб) которьгх в вертикальной плоскости обеспечивает разв рот кронштейнов вдоль продольной ос резонатора, в ту или иную сторону. И менением ширины таких участков можн регулировать коэффициент чувствительности датчика- по абсолютной ве914 личине, а изменением мест расположени участков (между кронштейнами или с внешней стороны кронштейнов) можно регулировать как знак коэффициента чувствительности, так и его абсолютную величину - и тем самым измен ть характеристику преобразовани вплоть до ее совпадени с заданной , взаимозамен емой характеристикой преобразовани , что позволЯет использовать за вл емый датчик в автоматических системах контрол и регулировани давлени . Мала масса участков пониженного сечени и кронштейнов, а также больша жесткость плоской мембраны с пр моугольным выступом обеспечивают предлагаемому датчику высокую точ- i: ночть при механических воздействи х. При действгш литейных ускорений, вибрации и ударов в направлении, пендикул рном плоскости мембраны, из-за большой изгибной жесткости пр моугольного выступа не происходит поворот.кронштейнов в плоскости продольной оси резонатора, а кронштейны, резонатор и пр моугольный выступ практически смещаютс параллельно самим себе в вертикальной плоскости. Предлагаемый датчик целесообразно вьтолн ть из коррозионностойкого справа с высок1п посто нством модул упругости, например из сплава Н45ХТ. В этом датчик обеспечивает высокие метрологические характеристики и при климатических воздей СТВИЯХс Датчик может быть использован дл измерени давлени неагрессивных сред (воздух, вода, спирт и т.п.) -Таким образом, использование частотного датчшса давлени позвол ет повысить точность измерени за счет уменьшени вли ни вибраций и ускорений .