SU1500889A1 - Датчик давлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к датчикам давлени  с электронными волоконно-оптическими преобразовател ми, и позвол ет повысить точность измерени . Датчик содержит мембрану с жестким центром 3, на котором выполнена зеркальна  площадка, служаща  отражающей поверхностью измерительного канала волоконно-оптического преобразовател . Дл  повышени  точности за счет уменьшени  погрешности от изменени  линейных размеров элементов конструкции при изменении температуры введен компенсационный канал, отражающей поверхностью которого служит утолщенна  периферийна  часть 2 мембраны. Между отражающими поверхност ми обоих каналов установлена светозащитна  перегородка, выполненна  в виде кольца 11. Световоды 9, 10 и 7, 8 измерительного и компенсационного каналов закреплены в плате 6 корпуса 1, их торцы установлены над соответствующими отражающими поверхност ми и расположены в плоскости, параллельной плоскости мембраны. Выходные торцы световодов 7, 9 установлены перед фотоприемниками 13, 14, электрически соединенными с соответствующими электронными преобразовател ми. Сигналом компенсационного канала вводитс  поправка в выходную характеристику датчика при возникновении погрешности от воздействи  температуры. 2 ил.

Description

зеркальна  площадка, служаща  отражающей поверхностью измерительного канала волоконно-оптического преобразовател . Дл  повышени  точности за счет уменьшени  погрешности от изменени  линейных размеров элеметов конструкции при изменении температуры введен компенсационный канал, отражающей поверхностью которого служит утолщенна  периферийна  часть 2 мембраны. Между отражающими поверхност ми обоих каналов установлена светозащитна  перегородка, выполненна  в виде кольца 11. Световоды 9, 10 и 7, 8 измерительного и компенсационного каналов закреплены в плате 6 корпуса 1 , их тЪрцы установлены над соответствующими отражающими поверхг; ност ми и расположены в плоскости, параллельной плоскости мембраны. Выходные торцы световодов 7,9 установлены перед фотоприемниками 13, 14, электрически соединенными с соответ- ствующими электронными преобразовател ми . Сигналом компенсационного канала вводитс  поправка в выходиую характеристику датчика при возникновении погрешности от воздействи  температуры . 2 ил.

Изобретение относитс  к приборостроению и может быть использовано при разработке датчиков давлени  с оптоэлектромными волоконными преоб- разовател ми.

Цель изобретени  - повышение точности за счет уменьшени  температурной погрешности.

На фиг.1 приведена конструктивна  схема предлагаемого датчика; на фиг.2 - его функциональна  блок -схема

Датчик содержит корпус 1 (фиг.1), плоскую мембрану с утолщенной периферийной частью 2 и жестким центром 3, штуцер 4, кольцо 5 и плату 6.

В плате 6 попарно смонтированы световоды 7,8 и 9,10. Световоды 9 и 10 принадлежат рабочему каналу преобразовател , их торцы установлены над жестким центром 3 мембраны, а световоды 7,8 - компенсационному, их торцы установлены над поверхностью периферийной части мембраны. Торцы всех световодов располагаютс  в одной плоскости.

Поверхности жесткого центра мембраны и ее периферийной чарти имеют зеркальную чистоту и служат отражающими поверхност ми соответственно рабо- чего и компенсационного преобразова-телей .Рассто ние от торцовых плоскостей световодов до отражающих поверхностей задаетс  толщиной кольца 5.

В периферийной части мембраны и плате 6 выполнены канавки, в которые вставлено кольцо 11, служащее световым экраном между отражающими поверхност ми обоих преобразователей. Наружные торцы световодов 8 и 10 установлены перед источником 12 света. Светвод 7 соединен с фотоприемником 13, а световод 9 - с фотоприемником 14, Выходы фотоприемников 13 и 14 соединены с входами соответствующих электронных преобразователей 15 и 16 (фиг.2). Выходы преобразователей 15 и 16 соединены с входами устройства 17 корректировки температурной погрешности , выход которого соединен с входом регистрирующего I считывающего ) прибора 18.

Датчик работает следующим образом

Измер ема  среда через штуцер 4 подводитс  в приемную полость датчика и воздействует на мембрану. При включенном питании световой поток от источника 12 по световоду 10 подводитс  к мембране, отражаетс  от ее центра 3 и световодом 9 подаетс  на фотоприемник 14, где преобразуетс  в электрический сигнал, который через, электронный преобразователь 16 и устройство корректировки 17 передаетс  регистрирующему прибору 18.

При изменении давлени  мембрана деформируетс  и рассто ние между ее центром 3 и торцовой поверхностью световодов 9 и 10 измен етс . При этом измен етс  интенсивность отраженого потока, поступающего на фотоприемник 14. Сигнал фотоприемника 14 прпорционален давлению, проходит через преобразователь 16, устройство корректировки 17 и регистрируетс  прибо -ром 18. Сигнал с фотоприемника 13 компенсационного преобразовател  при

этом остаетс  посто нным, так как рассто ние между торцовой поверхностью световодов 7,8 и отражающей поверхностью {утолр;енной периферийной части мембраны) от изменени  давлени  не мен етс .

При изменении температуры окружающей среды за счет изменени  линейных размеров деталей рассто ние между отражающей поверхностью жесткого центра 3 мембраны и торцовой поверхностью -световодов 9,10 будет измен тьс .

Дл  компенсации температурной погрешности используетс  сигнал компенсационного канала преобразовател  Сигнал этого канала в процессе изменени  давлени , но при нормальной температуре остаетс  посто нным. Он измен етс  только при изменении температуры . Устройство 17 корректировки температурной погрешности настроено так,что использует изменение выходного сигнала компенсационного канала преобразовател  15 дл  корректировки выходной характеристики датчика.

Датчик может работать как от источника посто нного света, так и от импульсного. При использовании им- .пульсног о источника светового потока количество световодов может быть сокращено на половину и установлено по одному в каждом канале. При этом будет использоватьс  не пространственное , а временное разделение пр мого и отраженного световых потоков .

Благодар  тому, что отражающие по- 0 вьтолнены в плате и периферийной час- верхности обоих каналов расположены в ти мембраны.

15008896

в одной плоскости, а торцоиые поверхности свет оводов-в другой (своей) плоскости, в предлагаемом датчике удаетс  выделить сигнал, обусловленный изменением линейных размеров элементов датчика от изменени  температуры .

Claims (1)

1. 0 Формула изобретени 

   Датчик давлени , содержащий мембранный чувствительный элемент с утолщенной периферийной частью, закрепленный в корпусе, и первый волоконно- оптический преобразователь, выполненный в виде излучающего и приемного световодов с источником света и фотоприемником, причем концы световодов закреплены в плате и торцы их установлены напротив жесткого центра мембраны, который выполнен с отражающей поверхностью, отличающийс  тем, что, с целью повьше- ни  точности за счет уменьшени  температурной погрешности, в негр введен второй волоконно-оптический преобразователь с фотоприемником и излучающим и приемным световодами, концы которых закреплены в плате, а торцы расположены в одной плоскости с торцами световодов первого волоконно-оптического преобразовател  напротив утолщенной периферийной части мембраны, причем между световодами первого и второго преобразователей установлена светозащитна  перегородка , вьшолненна  в виде кольца , вставленного в канавки, которые