[實(shí)用新型]高準(zhǔn)確度振弦式壓力傳感器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920029291.1
• 申請日: 2009-07-12
• 公開（公告）號: CN201488851U
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧鐵六;趙勝利;趙振遠(yuǎn)
• 申請（專利權(quán)）人: 鄧鐵六;趙振遠(yuǎn)
• 主分類號: G01L7/08
• 分類號: G01L7/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于液體壓力傳感器。

背景技術(shù)

目前的振弦式壓力傳感器的構(gòu)造如圖5所示，是在傳感器外殼9的一端裝有工作膜，工作膜的結(jié)構(gòu)是，在一個(gè)圓柱體的一端進(jìn)刀加工出環(huán)槽，中間形成一個(gè)小的凸臺14形成工作膜本體2，本體2的底部作為變形膜13，本體2兩端圓周面上加工有外螺紋，在變形膜的一端通過外螺紋與液壓接頭1連接，工作膜的另一端通過外螺紋和傳感器外殼9連接，外殼9內(nèi)安裝有弦架3、弦柱4、鋼弦6、磁頭板7、弦夾5和弦夾8，傳感器外殼9的另一端裝有后蓋10和電纜接頭11，凸臺14上加工有螺孔，弦柱4螺紋連接在小凸臺14的螺孔中。

這種振弦式傳感器適用于潮濕環(huán)境，長期穩(wěn)定性好，壽命10年以上，輸出頻率信號抗干擾能力強(qiáng)，適合遠(yuǎn)距離傳輸，可接長電纜。由于上述優(yōu)點(diǎn)，已在巖土工程監(jiān)測中大量應(yīng)用，同時(shí)也在煤礦、交通(動態(tài)汽車稱重)等行業(yè)中應(yīng)用。但目前的振弦式壓力傳感器有以下不足：1、原變形膜中心的小凸臺是為連接弦柱而設(shè)計(jì)的，由于直徑很小(一般為變形膜直徑的30％以下)，僅起到連接弦柱的作用，因此變形膜工作時(shí)可視為一個(gè)兩面平行的平膜，在施加液體壓力時(shí)，平膜的變形復(fù)雜且中心部分變形較大，所以準(zhǔn)確度低。2、變形膜一端的螺紋段的高度極小，僅有幾道絲扣，所以造成與液壓接頭的密封難度大和液體平面壓力大，高壓液體容易進(jìn)入螺紋縫隙產(chǎn)生橫向脹力，嚴(yán)重影響準(zhǔn)確度。一般來說，這種結(jié)構(gòu)的誤差約為1％FS，且回程的滯后較大。所以在大壓力高準(zhǔn)確度的場合大都采用傳感器誤差為0.1％FS的電阻應(yīng)變式壓力傳感器。但電阻應(yīng)變式壓力傳感器不適用于潮濕環(huán)境(它對絕緣要求太高)，長期穩(wěn)定性較差、壽命短，輸出為mV級電壓信號易受干擾不宜接長電纜；特種(如鍍膜)電阻應(yīng)變式壓力變送器(壓力傳感器加電流環(huán)輸出電路)解決了這些問題，但價(jià)格太貴。因此有必要研發(fā)一種應(yīng)用于惡劣環(huán)境下的成本低、準(zhǔn)確度高、滯后小、長期穩(wěn)定性好和信號遠(yuǎn)距離傳輸場合的振弦壓力傳感器。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提出一種高準(zhǔn)確度的振弦式壓力傳感器。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種高準(zhǔn)確度振弦式壓力傳感器，它的構(gòu)造是在傳感器的外殼一端裝有工作膜，工作膜上加工有變形膜，工作膜本體與外殼螺紋連接，殼內(nèi)安裝有弦架、弦柱、弦夾、鋼弦和磁頭板，外殼的另一端設(shè)有后蓋和電纜接頭，弦柱螺紋連接在變形膜凸臺的螺孔中，其特征在于，所述的變形膜上的凸臺直徑為變形膜直徑的60％-90％，使實(shí)際變形的部分形成一個(gè)環(huán)形的變形膜；所述的工作膜本體向液壓接頭方向有一延長段，延長段上加工有至變形膜的盲孔，盲孔壁上加工有內(nèi)螺紋或者在延長段的圓周面上加工有外螺紋，通過內(nèi)螺紋或外螺紋實(shí)現(xiàn)液壓接頭與延長段的螺紋連接；而且在液壓接頭和延長段的螺紋連接處涂有密封膠。

為了加強(qiáng)密封，在盲孔的退刀槽處再加放O形密封圈，然后旋入液壓接頭并擰緊，進(jìn)一步阻止高壓液體進(jìn)入螺紋連接縫隙中。

本實(shí)用新型獲得的積極效果是：

1、實(shí)用新型人之一鄧鐵六1981年提出的振弦傳感器精確數(shù)學(xué)模型為二次拋物線式：

P=A(f2-f02)+B(f-f0)]]>

式中：A、B——傳感器常數(shù)，可將校準(zhǔn)數(shù)據(jù)輸入最小二乘法數(shù)據(jù)處理程序求出；

f——壓力為P時(shí)的輸出頻率；

f₀——P＝0時(shí)的頻率，稱為初頻或零頻。

實(shí)踐證明，應(yīng)用該式擬合不僅便于應(yīng)用電腦快速準(zhǔn)確地由f計(jì)算P值，顯著提高振弦傳感器的準(zhǔn)確度，而且對于經(jīng)過老化已達(dá)到穩(wěn)定的傳感器，當(dāng)溫度變化不太大(例如±50℃)時(shí)，仍可將A、B當(dāng)作常數(shù)，將該溫度下傳感器的初頻輸入作為f₀，由f計(jì)算P值，無需另加溫度補(bǔ)償。而電阻應(yīng)變式傳感器則必須加硬件、軟件溫度補(bǔ)償，比較麻煩。