SU1364929A1 - Pressure transducer - Google Patents

Pressure transducer Download PDF

Info

Publication number
SU1364929A1
SU1364929A1 SU864080223A SU4080223A SU1364929A1 SU 1364929 A1 SU1364929 A1 SU 1364929A1 SU 864080223 A SU864080223 A SU 864080223A SU 4080223 A SU4080223 A SU 4080223A SU 1364929 A1 SU1364929 A1 SU 1364929A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
self
output
frequency
resonator
cup
Prior art date
Application number
SU864080223A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Николаевич Иванушкин
Игорь Валентинович Корольков
Владимир Георгиевич Кравцов
Original Assignee
Предприятие П/Я А-1874
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я А-1874 filed Critical Предприятие П/Я А-1874
Priority to SU864080223A priority Critical patent/SU1364929A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1364929A1 publication Critical patent/SU1364929A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к области измерительной техники. Цель изобретени  - упрощение технологии сборки и регулировки и повышение точности измерений. Включение возбудителей 6 и приемников 7 по данной схеме обеспечивает минимальные наводки и максимальное соотношение сигнал/шум на выходе операционного усилител  16. В выходном усилителе 17 стабилитроны 18 создают требуемую нелинейность типа насыщение выходной характеристики выходного усилител  17 при работе последнего в линейном режиме. Резисторы 20 образуют обратную св зь по току дл  увеличени  выходного сопротивлени  выходного усилител  17. Система самовозбуждени  обеспечивает самовозбуждение цилиндрического резонатора (ЦР) строго на собственной частоте. При по влении разности давлений , действуюпщх во внешней и внутренней плоскост х ЦР, измен ютс  собственна  частота ЦР и частота автоколебаний в системе самовозбужде- ни , следов., частота электрического выходного сигнала  вл етс  информативным параметром. Особенностью конструкции датчика  вл етс  выполнение корпуса, позвол ющего проводить необходимую термообработку полностью закрепленного в нем ЦР. 3 ил. СПThe invention relates to the field of measurement technology. The purpose of the invention is to simplify the assembly and adjustment technology and to improve the measurement accuracy. The inclusion of pathogens 6 and receivers 7 according to this scheme provides the minimum pickup and the maximum signal-to-noise ratio at the output of the operational amplifier 16. In the output amplifier 17, the zener diodes 18 create the required nonlinearity such as saturation of the output characteristic of the output amplifier 17 when the latter operates in a linear mode. Resistors 20 form current feedback to increase the output impedance of the output amplifier 17. The self-excitation system provides self-excitation of a cylindrical resonator (CR) strictly at its own frequency. When a pressure difference appears, acting in the external and internal planes of the CR, the natural frequency of the CR and the frequency of self-oscillations in the self-excitation system, traces change, the frequency of the electrical output signal is an informative parameter. A special feature of the sensor design is the construction of a housing that allows for the necessary heat treatment of a fully enclosed CR. 3 il. SP

Description

fut.ifut.i

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к датчикам давлени  с частотным выходом.The invention relates to a measurement technique, in particular, pressure sensors with a frequency output.

Цель изобретени  - упрощение технологии сборки и регулировки и повышение точности измерений.The purpose of the invention is to simplify the assembly and adjustment technology and to improve the measurement accuracy.

На фиг. 1 представлен датчик давлени , разрез; на фиг. 2 - подключение возбудителей и приемников в сие- теме самовозбуждени  датчика; на фиг. 3 - расщепленные формы с раз- ными частотами to ,jи uj , где - число полуволн, - число волн.FIG. 1 shows a pressure sensor, a slit; in fig. 2 - connection of exciters and receivers in the sensor self-excitation mode; in fig. 3 - split forms with different frequencies to, j and uj, where is the number of half-waves, is the number of waves.

Датчик давлени  состоит (фиг. 1) из корпуса 1, выполненного в виде сткана с фланцем, в котором закреплен сварной цилиндрический резонатор 2, при этом дно резонатора дл  уменьшени  вли ни  закреплени  на его рабо- ту соединено с крепежным выступом 3 На боковую поверхность корпуса 1, имеющую четыре окна 4 с размером вThe pressure sensor consists (Fig. 1) of body 1, made in the form of a flanged sheet, in which a welded cylindrical resonator 2 is fixed, while the bottom of the resonator is connected to the fixing protrusion 3 to reduce the effect of the fixing on its work. 1 having four windows 4 with a size of

/ с / with

окружном направлении 45 , надета втулка 5, в которой в радиальных отверсти х установлены четыре возбудител  6 и четыре приемника 7. Возбудители 6 и приемники 7 выполнены одинаково в виде .пол ризованных посто нным магнитом 8 электромагнитных капсул, имеющих магнитопрсводные обечайки 9 с конусным полюсным наконечником и втулку 10, электрическую обмотку 1 1 и герметизирующий тонкий немагнитный диск 12 (например, из сплава 36НХТ). Возбудители 6 установлены под углом 90 друг относи- тельно друга.Соответственно также установлены приемники 7. Кажда  капсула герметично закреплена на боко- вой поверхности втулки 5, дл  чего втулка 5 имеет четыре плоских лыски с требуе ыми канавками, необходимыми дл  сварки (фиг. 1), или фасками дл  пайки. Втулка 5 герметично сое- динена с фланцем корпуса 1, а к торцу втулки 5 герметично прикреплена крышка 13 со штуцером внешней полости резонатора, в которую среда проходит через отверсти  14. К другой стороне фланца корпуса 1 герметично прикреплена крышка 15 со штуцером внутренней полости резонатора.circumferential direction 45, wearing a sleeve 5, in which four drivers 6 and four receivers 7 are installed in the radial holes. The drivers 6 and receivers 7 are made equally in the form of 8 electromagnetic capsules polarized by a permanent magnet and having magnetic arrays 9 with a tapered pole tip and the sleeve 10, the electric winding 1 1 and sealing thin non-magnetic disk 12 (for example, alloy 36NHT). Pathogens 6 are installed at an angle of 90 relative to each other. Receivers 7 are also installed accordingly. Each capsule is sealed to the lateral surface of sleeve 5, for which sleeve 5 has four flat faces with the required grooves necessary for welding (Fig. 1 ), or chamfers for soldering. The sleeve 5 is hermetically connected to the flange of the housing 1, and the end 13 of the sleeve 5 is tightly attached to the lid 13 with the fitting of the external cavity of the resonator, into which the medium passes through the holes 14. To the other side of the flange of the housing 1 is tightly attached to the cover 15 with the fitting of the internal cavity of the resonator.

На фиг. 2 показано подключение возбудителей (В , - В ) и приемников 7 (П - П). Включе)гае возбудителей 6 и приемников 7 в соответствии со схемой (фиг. 2) обеспечивает минимальные наводки и максимальное соотношение сигнал/шум на выходе суммирующего операционного усилител  16 (Y,). Усилитель 17 (Y ) - выходной усилитель, в котором стабилитроны 18 (VD) и 19 (VD) создают требуемую нелинейность типа насыщение выходной характеристики усилител  17 при работе самого усилител  в линейном режиме, а резисторы 20 (Rg) и 21 (Rg) образуют обратную св зь по току дл  увеличени  выходного сопротивлени  усилител  17. Система самовозбуждени , показанна  на фиг.2 обеспечивает самовозбуждение цилиндрического резонатора строго на собственной частоте, соответствующей форме , где п - число волн в окружном направлении (показано пунктиром на фиг. 2); m - число полуволн в продольном направлении цилиндрического резонатора, что обусловлено г инимальным фазовым сдвигом между скоростью перемещени  стенки резонатора (электрическое напр жение на приемниках) и возбуждающей силой (электрический ток в возбудител х).FIG. 2 shows the connection of pathogens (B, - B) and receivers 7 (P - P). The inclusion of pathogens 6 and receivers 7 in accordance with the scheme (Fig. 2) ensures minimum pickups and maximum signal-to-noise ratio at the output of summing operational amplifier 16 (Y,). Amplifier 17 (Y) is an output amplifier in which zener diodes 18 (VD) and 19 (VD) create the required non-linearity such as saturation of the output characteristic of amplifier 17 when the amplifier itself operates in linear mode, and resistors 20 (Rg) and 21 (Rg) form current feedback to increase the output impedance of the amplifier 17. The self-excitation system shown in Fig. 2 provides a self-excitation of a cylindrical resonator strictly at a natural frequency corresponding to the form, where n is the number of waves in the circumferential direction (shown by a dotted line in Fig. 2); m is the number of half-waves in the longitudinal direction of the cylindrical resonator, which is caused by the minimal phase shift between the speed of movement of the resonator wall (electrical voltage at the receivers) and the driving force (electrical current in the exciters).

На фиг. 3 пунктиром показано наихудшее возможное начальное положение возбудителей 6 и приемников 7 относи . Й1 /71FIG. The dotted line in Fig. 3 shows the worst possible initial position of the pathogens 6 and the receivers 7 relate. H1 / 71

тельно расщепленных форм с ы и «J,, где - число полуволн, - число волн.tions and “J ,, where is the number of half-waves, is the number of waves.

Требуемое положение возбудителей 6 и приемников 7 достигнуто поворотом на +22,5 , т.е. в пучности формы с си -Д , но можно получить идентичный результат поворотом в пучности формы с иЛ; (-22,5°).The required position of the pathogens 6 and receivers 7 is achieved by turning to +22.5, i.e. in the antinodes of the form with si-d, but you can get an identical result by turning in the antinodes of the form with il; (-22.5 °).

Датчик давлени  работает следующим образом.The pressure sensor operates as follows.

При по влении разности давлений, действующих во внешней и внутренней полост х резонатора 2, измен етс  собственна  частота резонатора на возбуждаемой форме ы и таким образом частота автоколебаний в системе самовозбуждени , следовательно и частота электрического выходного сигнала и 5(,|j ,  вл юща с  информативным параметром (фиг. 2).В системе самовобуждени  изгибные колебани  резонатора с помощью приемников 7 (П - П включенных по дифференциальной схеме , преобразуютс  в два противофазных сигнала, которые С( 1мируютс  и усиливаютс  в усилител х 16 и 17. Выходной сигнал и д., преобразуетс With the appearance of the pressure difference acting in the external and internal cavities of the resonator 2, the natural frequency of the resonator on the excited form, and thus the frequency of self-oscillations in the self-excitation system, hence the frequency of the electrical output signal and 5 (, | j, which is informative parameter (Fig. 2). In the self-wake-up system, the bending oscillations of the resonator with the help of receivers 7 (P – P included in a differential circuit are converted into two antiphase signals, C) (1multiple and amplified in Ithel x 16 and 17. The output signal, and d., converted

возбудител ми 6 в возбуждающие силы, распределенные по форме колебаний , .exciters 6 into excitatory forces distributed in the form of oscillations,.

Фазовые соотношени , необходимое усиление по контуру системы самовозбуждени  и нелинейность типа насыщение (стабилитроны VD, VD) обеспечивают автоколебани  с частотой ц/ (и,) выбранной расщепленной фор- мы колебаний.The phase relations, the necessary amplification along the self-excitation system contour, and the saturation nonlinearity (zener diodes VD, VD) provide self-oscillations with frequency c / (and,) the chosen split oscillation shape.

Особенност ми конструкции датчика давлени   вл етс  выполнение корпуса 1, позвол ющего проводить необходмую термообработку полностью закреп- ленного в нем цилиндрического резонатора 2, Этим определ етс  начальное положение расщепленных собственных форм закрепленного резонатор 2, возникающих при технологических отклоне ни х относительно корпуса (базы).A feature of the pressure sensor design is the implementation of the housing 1, which allows the necessary heat treatment of the cylindrical resonator 2 completely fixed in it. This determines the initial position of the split eigenmodes of the fixed resonator 2 arising from technological deviations relative to the housing (base).

На фиг. 3 показаны расщепленныеFIG. 3 shows split

,(11,(eleven

WW

(5)(five)

формы с разными частотами w и где и .forms with different frequencies w and where and.

Кроме того, присоединение дна ре- зонатора 2 к крепежному выступу 3, имеющему диаметр d , существенно менший диаметра резонатора 2d ( р) обеспечивает виброустойчивость длинных цилиндрических резонаторов при In addition, the attachment of the bottom of the resonator 2 to the fastening protrusion 3, having a diameter d, which is substantially smaller than the diameter of the resonator 2d (p) ensures the vibration resistance of long cylindrical resonators with

минимальном вли нии условий закреп лейи  на работу резонатора, т.е. увеличивает точность.the minimal effect of the conditions of fixing the leu on the operation of the resonator increases accuracy.

Втулка 5 после установки капсул и их закреплени  дает возможность отрегулировать поворотом относительно корпуса положение возбудителей и приемников строго по пучност м колебаний какой-либо расщепленной формы. На фиг,. 3 это показано стрелками относительно расщепленной формы с частотой ы -,.After installation of the capsules and their fastening, the sleeve 5 makes it possible to adjust the position of the pathogens and receivers with respect to the housing strictly according to the antinodes of oscillations of a split shape. In FIG. 3 this is indicated by arrows with respect to the split form with the frequency s -,.

Така  регулировка обеспечивает максимально возможный диапазон изме- рений. Это объ сн етс  тем, что из- за неизбежных технологических поги- бей цилиндрического резонатора при действии давлени  погибы начинаютThis adjustment provides the largest possible range of measurements. This is due to the fact that, due to the inevitable technological deaths of a cylindrical resonator, under the action of pressure, perishes begin

измен тьс , что приводит к повороту change resulting in a turn

расщепленных форм резонатора относительно возбудителей и приемников. Максимальный диапазон измер емых давлений ограничиваетс  скачкообразным изменением частоты автоколебаний , св занным с переходом колебаний резонатора с одной расщепленной формы на другую, что обусловлено их поворотом относительно возбудителейsplit forms of the resonator relative to pathogens and receivers. The maximum range of measured pressures is limited by an abrupt change in the frequency of self-oscillations associated with the transition of resonator oscillations from one split form to another, which is caused by their rotation relative to pathogens.

. ю . Yu

и15 - 20 i15 - 20

, ,

5 ь , 305 b, 30

35 40 35 40

g g

gQgQ

5555

и приемников, т.е. переходом автоколебаний с частоты и ,, на частоту и . Предложенна  установка одинаковых возбудителей и приемников в каждой пучности колебаний цилиндрического резонатора при форме колебаний , и выборе размеров резонатора , обеспечивающих минимальную частоту его собственных колебаний, гарантирует невозможность перехода автоколебаний в системе самовозбуждени  на более высокие формы при любом изменении давлени  (перепада давлений) вплоть до разрушен11  резонатора . Однако это приводит к цилиндрическому резонатору относительно большой длины, дно которого дл  виброустойчивости необходимо закрепл ть.and receivers, i.e. transition of self-oscillations from frequency and, to frequency and. The proposed installation of the same exciters and receivers in each antinode of oscillations of a cylindrical resonator at the shape of oscillations, and the choice of dimensions of the resonator, ensuring the minimum frequency of its natural oscillations, ensures that self-oscillations in the self-excitation system cannot switch to higher forms at any pressure change (pressure differential) until destroyed. resonator. However, this leads to a cylindrical resonator of relatively long length, the bottom of which must be fixed for vibration resistance.

Симметрична  установка капсул в магнитопроводной втулке 5, выполнение их с конусными полюсными наконечниками и их включение в соответствии со схемой (фиг. 2) позвол ют существенно увеличить соотношение сигнал/ /шум,что увеличивает точность измерени  , а герметизаци  капсул немагнитным металлическими дисками 12 обеспечивает возможность вакууми- ровани  внешней и внутренней полостей резонатора 2.Symmetrical installation of the capsules in the magnetic core sleeve 5, their implementation with tapered pole pieces and their inclusion in accordance with the scheme (Fig. 2) significantly increase the signal / noise ratio, which increases the measurement accuracy, and sealing the capsules with nonmagnetic metal discs 12 provides evacuating the external and internal cavities of the resonator 2.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Датчик давлени , содержащий корпус , две крышки с подвод щими штуцерами , цилиндрический резонатор с глухим дном и установочным по ском, закрепленный в корпусе, и системы возбуждени  и съема колебаний, выполненные в виде пол ризованных электромагнитов с цилиндрическим  рмом, образующим полюсный наконечник в виде усеченного конуса, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  технологии сборки и регулировки и повышени  точности измерени , в нем корпус выполнен в виде стакана с фланцем и расположенной снаружи него втулки с отверсти ми, в которых закреплены электромагниты, выведенные во внутреннюю полость корпуса полюсными наконечниками через окна, выполненные в стенке стакана, при этом каждый полюсный наконечник загерметизирован по торцу немапшт- ным диском, а в дне стакана выполнен выступ, к которому прикреплено глу- 1364929A pressure sensor comprising a housing, two covers with inlet nipples, a cylindrical resonator with a deaf bottom and an installation tray fixed in the housing, and excitation and vibration pickup systems made in the form of polarized electromagnets with a cylindrical shell forming a pole tip in the form of a truncated a cone, characterized in that, in order to simplify the assembly and adjustment technology and to increase the measurement accuracy, in it the body is designed as a cup with a flange and a sleeve with openings located outside it, in which Electromagnets, which are led out into the internal cavity of the case by pole tips through windows made in the glass wall, are fixed, each pole tip is sealed at the end with a non-disk, and in the bottom of the glass there is a protrusion to which a depth is attached. 1364929 хое дно резонатора, причем .лип „нанцу стакана, а друга  - к торцу крышка со штуцером присоединена к B-IVJIKH.This is the bottom of the resonator; moreover, a “cup” of the cup is placed, and a cap with a choke is attached to the end of the cup to the B-IVJIKH.
SU864080223A 1986-05-23 1986-05-23 Pressure transducer SU1364929A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864080223A SU1364929A1 (en) 1986-05-23 1986-05-23 Pressure transducer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864080223A SU1364929A1 (en) 1986-05-23 1986-05-23 Pressure transducer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1364929A1 true SU1364929A1 (en) 1988-01-07

Family

ID=21242422

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864080223A SU1364929A1 (en) 1986-05-23 1986-05-23 Pressure transducer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1364929A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент GB 2114742, кл. G 01 L 9/00, 1983. Патент US 3863505, кл. G 01 L 9/10, 1975. I *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3727463A (en) Shorted turn axial driver-sensor
US4268771A (en) Magnetic probe
US5814985A (en) Incremental sensor of speed and/or position for detecting low and null speeds
US4446741A (en) Vibration transducer
CA1335611C (en) Electro acoustic transducer and loudspeaker
US4098133A (en) Vibrating diaphragm fluid pressure sensor device
US5214710A (en) Permanent magnet system with associated coil arrangement
US4314202A (en) Flexural vibration sensor with magnetic field generating and sensing
US5299176A (en) Balanced armature transducers with transverse gap
JPH0684892B2 (en) Magnetic field oscillator with permanent magnet and hall generator
US5474100A (en) Electricity/air pressure converter
US6087827A (en) Incremental sensor of speed and/or position for detecting low and null speeds
CN111971882A (en) Electromechanical generator for converting mechanical vibrational energy into electrical energy
US4718276A (en) Angular motion sensor
JPH04258546A (en) Hydraulic type damping coupler and damping device employing said coupler
CN109425423B (en) Vibration sensor
SU1364929A1 (en) Pressure transducer
US3935399A (en) Loud speakers
US4102209A (en) Temperature compensated vibrating cylinder pressure transducer
US3562687A (en) Variable-reluctance transducer and magnetic core
JP2000121655A (en) Rotating speed detector
USRE32520E (en) Magnetic probe
US4357825A (en) Knock detecting apparatus for internal combustion engines
US4124782A (en) Sound pickup having plastic enveloped pole plate to pole rod junction
US4379403A (en) Knock detecting apparatus for internal combustion engines