Авиационные приборы и системы

Но вслед за первым импульсом колебания струны улавливаются преобразователем съема сигнала 6, усиливаются, нормируются, выдаются на выход датчика и од-новременно на преобразователь возбуждения колебаний 7. Наступают непрерывные колебания струны, собственная частота которых примерно пропорциональна измеряемому давлению.

На рис. 4.24 представлена принципиальная схема частотного мембранного датчика абсолютно-го давления (Рст). Особенностью этого датчика является то, что вторичным преобразователем яв-ляются два пьезоэлемента – элемент возбуждения 1 и элемент восприятия сигналов 2.

Рис. 4.24. Принципиальная схема частотного мембранного датчика давления

В основе работы таких элементов лежит пьезоэффект, обеспечивающий преобразование вход-ного электрического напряжения в механическое напряжение в теле мембраны (обратный пьезо-эффект) и ответную реакцию по выходу в виде зарядов на электродах 2, возникающих в результа-те деформаций вибратора-мембраны под действием механических напряжений (прямой пьезоэф-фект) [38]. Мембрана и корпус изготовлены из одного материала – кварца. Элемент 1 получает импульсы от усилителя и раскачивает мембрану 1. Элемент 2 воспринимает эти колебания, выра-батывает сигнал, пропорциональный собственной частоте мембраны:

, (4.21)

где a – радиус мембраны; f – частота в Гц; h – толщина мембраны; Р – давление в мбарах. Как и в струнном датчике устанавливаются непрерывные колебания, так как с выхода усилителя по-стоянно поступают сигналы на вход возбуждающего элемента 1.

Американская фирма Бендикс (Bendix Corp.) выпускает мембранный вибрационно-частотный датчик по схеме рис. 4.24 со следующими характеристиками: погрешность – не более 0,01 % от давления; гистерезис 0,1 мм рт. ст.; диапазон абсолютного давления от 0 до 750 мм рт. ст.; частота выходного сигнала от 2,5 до 5, кГц.

На рис. 4.25 представлена принципиальная схема вибрационно-частотного датчика давления с цилиндрическим резонатором.

Рис. 4.25. Принципиальная схема час-тотного датчика давления с цилиндриче-ским резонатором:

1 – опорный вакуум; 2 – цилиндр; 3 – ка-тушка возбуждения; 4 – элементы системы самовозбуждения; 5 – катушка съема сигна-ла; 6 – давление; 7 – корпус; 8 – усилитель; 9 – выход; 10 – основание

Принцип действия датчика основан на зависимости собственной частоты упругого элемента от величины его внутреннего механического напряжения, вызванного действием измеряемого давления. Резонатор 2 расположен внутри герметичного цилиндрического корпуса 7, которые вместе закреплены на общем основании 10. Такой датчик обеспечивает измерение статического или полного давления. Измеряемое давление Рст подается во внутреннюю полость резонатора. Резонансные колебания стенки резонатора возбуждаются при помощи индуктивного преобразователя (рис. 4.22). В таком же преобразователе съема наводится небольшая электродвижущая сила, этот сигнал поступает на усилитель и по каналу обратной связи подается на катушку возбуждения. Устанавливаются незатухающие колебания стенок цилиндрического резонатора на собственной частоте, величина которой зависит от измеряемого давления [37]

, (4.22)

где Е – модуль упругости материала цилиндра; m – приведенная масса в кг; ? – толщина стенки в см (0,01 – 0,03 см); l – длина цилиндра в см (3 – 5 см); b – диаметр цилиндра в см (1,5 – 2 см); Р – давление в кг/см2.

Резонатор изготавливается по специальной технологии из высококачественных сталей.

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84