專利名稱：一種新型抗側(cè)向加速度擾動(dòng)的諧振筒壓力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種諧振筒壓力傳感器，特別是一種新型抗側(cè)向加速度擾動(dòng)的諧振筒壓力傳感器，屬于諧振體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
諧振筒式壓力傳感器是將被測(cè)流體壓力加載到薄壁圓筒內(nèi)壁而改變諧振筒的諧振等效剛度，從而改變薄壁圓筒的諧振頻率，通過檢測(cè)薄壁圓筒的諧振頻率就可以間接檢測(cè)加載到薄壁圓筒內(nèi)壁的流體壓力。
但由于薄壁圓筒的特殊結(jié)構(gòu)，它的頂部端蓋為了保證筒壁的頂端固支條件而必須有一定厚度。所以造成在承受側(cè)向加速度載荷時(shí)頂部端蓋的慣性力不能被忽略。薄壁圓筒的應(yīng)力狀態(tài)也受到這個(gè)慣性力的影響，產(chǎn)生附加剛度，從而改變薄壁圓筒的諧振頻率，形成測(cè)量干擾。降低了諧振筒式壓力傳感器的測(cè)量精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型抗側(cè)向加速度擾動(dòng)的諧振筒壓力傳感器，該諧振筒壓力傳感器抵消由于側(cè)向加速度擾動(dòng)帶來的筒蓋擺頭現(xiàn)象，提高諧振筒壓力傳感器對(duì)側(cè)向加速度擾動(dòng)的抗干擾能力，從而提高了諧振筒壓力傳感器的測(cè)量精度。
本發(fā)明技術(shù)解決方案一種新型抗側(cè)向加速度擾動(dòng)的諧振筒壓力傳感器，其特點(diǎn)在于包括彈性諧振敏感元件薄壁圓筒、薄壁圓筒上端蓋、底座、三個(gè)垂直支撐臂、內(nèi)卡箍、支撐件上端蓋、保護(hù)外殼、保護(hù)外殼上端蓋固定槽，薄壁圓筒同保護(hù)外殼一并固連在底座上，母線互相平行且與底座垂直；內(nèi)卡箍與薄壁圓筒上端蓋過盈配合連接；支撐件上端蓋與位于保護(hù)外殼上蓋內(nèi)側(cè)的保護(hù)外殼上端蓋固定槽采用過盈配合固連，使整個(gè)支撐件牢固的與保護(hù)外殼相連接；內(nèi)卡箍與支撐件上端蓋之間120°周期對(duì)稱連接有三個(gè)垂直支撐臂，三個(gè)垂直支撐臂垂直方向布置，呈夾角120°，寬度與內(nèi)卡箍相切，并大于三個(gè)垂直支撐臂的厚度。
本發(fā)明的工作原理三個(gè)垂直支撐臂采用120°周期對(duì)稱方式布置，產(chǎn)生的彈性力合力方向一定與薄壁圓筒端蓋的位移方向一致，從而抵消薄壁圓筒端蓋產(chǎn)生的慣性力。假設(shè)每個(gè)支撐臂在其寬度方向上的彎曲剛度為k，并假設(shè)位移為x，方向θ。則在各個(gè)支撐臂方向位移的投影分別為x·sinθ，x·sin(θ+120°)，x·sin(θ-120°)。在各個(gè)支撐臂上產(chǎn)生的彈性力分別為kx·sinθ，kx·sin(θ+120°)，kx·sin(θ-120°)，方向互差120°。則三個(gè)力的合力矢量為 =-kx32cosθ32sinθ=32kxcos(θ+π)sin(θ+π)]]>從而可見此矢量的方向是θ+π，與位移方向相反。并且彈性反力的大小為 與受力方向無關(guān)。從而這種結(jié)構(gòu)采用最簡化的機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了一種各向同性支撐，其支撐效果不隨方向的改變而改變。
在軸向移動(dòng)方面由于支撐臂的長度壓縮與拉伸剛度非常大，從而對(duì)軸向變形的抗力也很大程度抑制了軸向位移帶來的干擾。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明由于在諧振筒頂部筒蓋上加裝120°對(duì)稱的三個(gè)垂直支撐臂，將振筒頂蓋與外圍保護(hù)殼體頂蓋固連，抵消了由于側(cè)向加速度擾動(dòng)帶來的筒蓋擺頭現(xiàn)象，從而提高了諧振筒壓力傳感器對(duì)側(cè)向加速度擾動(dòng)的抗干擾能力，使得諧振筒壓力傳感器的測(cè)量精度大大提高。


圖1為本發(fā)明的諧振筒壓力傳感器的正視旋轉(zhuǎn)剖面圖；圖2為本發(fā)明的諧振筒壓力傳感器的俯視剖面圖；圖3為本發(fā)明的內(nèi)卡箍、支撐件上端蓋及120°周期對(duì)稱的三個(gè)垂直支撐臂構(gòu)成的薄壁圓筒上端蓋的支撐結(jié)構(gòu)主視圖；圖4為圖3的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1、2所示，本發(fā)明包括彈性諧振敏感元件薄壁圓筒1、薄壁圓筒上端蓋4、底座3、三個(gè)垂直支撐臂6、內(nèi)卡箍7、支撐件上端蓋8、保護(hù)外殼2、保護(hù)外殼上端蓋固定槽5，薄壁圓筒1同保護(hù)外殼2一并固連在底座3上，母線互相平行且與底座3垂直；內(nèi)卡箍7與薄壁圓筒上端蓋4過盈配合連接；支撐件上端蓋8與位于保護(hù)外殼2上蓋內(nèi)側(cè)的保護(hù)外殼上端蓋固定槽5采用過盈配合固連，使整個(gè)支撐件牢固的與保護(hù)外殼相連接；內(nèi)卡箍7與支撐件上端蓋8之間120°周期對(duì)稱連接有三個(gè)垂直支撐臂6，三個(gè)垂直支撐臂6垂直方向布置，呈夾角120°，寬度與內(nèi)卡箍7相切，并大于三個(gè)支撐臂6的厚度。
如圖3、4所示，內(nèi)卡箍7與薄壁圓筒上端蓋4過盈配合連接時(shí)，內(nèi)卡箍7內(nèi)徑略小于薄壁圓筒上端蓋4外徑，安裝時(shí)將內(nèi)卡箍7、支撐臂6、支撐件上端蓋8組成的支撐部件加熱至400-1000℃，之后套入薄壁圓筒上端蓋4處，并自然冷卻。支撐件上端蓋8與保護(hù)外殼上端蓋固定槽5之間采用過盈配合安裝時(shí)，將保護(hù)外殼2加熱至400-1000℃，之后將振動(dòng)筒1及內(nèi)卡箍7、支撐臂6、支撐件上端蓋8組成的支撐部件放入保護(hù)外殼2內(nèi)，將支撐件上端蓋8放入保護(hù)外殼上端蓋固定槽5內(nèi)自然冷卻，從而將支撐件上端蓋8牢固的固定在保護(hù)外殼上端蓋固定槽5內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種新型抗側(cè)向加速度擾動(dòng)的諧振筒壓力傳感器，其特征在于包括彈性諧振敏感元件薄壁圓筒(1)、薄壁圓筒上端蓋(4)、底座(3)、三個(gè)垂直支撐臂(6)、內(nèi)卡箍(7)、支撐件上端蓋(8)、保護(hù)外殼(2)、保護(hù)外殼上端蓋固定槽(5)，薄壁圓筒(1)同保護(hù)外殼(2)一并固連在底座(3)上，母線互相平行且與底座(3)垂直；內(nèi)卡箍(7)與薄壁圓筒上端蓋(4)過盈配合連接；支撐件上端蓋(8)與位于保護(hù)外殼(2)上蓋內(nèi)側(cè)的保護(hù)外殼上端蓋固定槽(5)采用過盈配合固連，使整個(gè)支撐件牢固的與保護(hù)外殼相連接；內(nèi)卡箍(7)與支撐件上端蓋(8)之間120°周期對(duì)稱連接有三個(gè)垂直支撐臂(6)，三個(gè)垂直支撐臂(6)垂直方向布置，呈夾角120°，寬度與內(nèi)卡箍(7)相切，并大于三個(gè)支撐臂(6)的厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型抗側(cè)向加速度擾動(dòng)的諧振筒壓力傳感器，其特征在于所述的內(nèi)卡箍(7)與薄壁圓筒上端蓋(4)過盈配合連接時(shí)，內(nèi)卡箍(7)內(nèi)徑小于薄壁圓筒上端蓋(4)外徑，安裝時(shí)將內(nèi)卡箍(7)、支撐臂(6)、支撐件上端蓋(8)組成的支撐部件加熱至400-1000℃，之后套入薄壁圓筒上端蓋(4)處，并自然冷卻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型抗側(cè)向加速度擾動(dòng)的諧振筒壓力傳感器，其特征在于所述的支撐件上端蓋(8)與保護(hù)外殼上端蓋固定槽(5)之間采用過盈配合安裝時(shí)，將保護(hù)外殼(2)加熱至400-1000℃，之后將振動(dòng)筒(1)及內(nèi)卡箍(7)、支撐臂(6)、支撐件上端蓋(8)組成的支撐部件放入保護(hù)外殼(2)內(nèi)，將支撐件上端蓋(8)放入保護(hù)外殼上端蓋固定槽(5)內(nèi)自然冷卻，從而將支撐件上端蓋(8)牢固的固定在保護(hù)外殼上端蓋固定槽(5)內(nèi)。
全文摘要
一種新型抗側(cè)向加速度擾動(dòng)的諧振筒壓力傳感器，包括彈性諧振敏感元件薄壁圓筒、薄壁圓筒上端蓋、底座、三個(gè)垂直支撐臂、內(nèi)卡箍、支撐件上端蓋、保護(hù)外殼、保護(hù)外殼上端蓋固定槽，薄壁圓筒同保護(hù)外殼一并固連在底座上，母線互相平行且與底座垂直；內(nèi)卡箍與薄壁圓筒上端蓋過盈配合連接；支撐件上端蓋與位于保護(hù)外殼上蓋內(nèi)側(cè)的保護(hù)外殼上端蓋固定槽采用過盈配合固連，使整個(gè)支撐件牢固的與保護(hù)外殼相連接；內(nèi)卡箍與支撐件上端蓋之間120°周期對(duì)稱連接有三個(gè)垂直支撐臂，三個(gè)垂直支撐臂垂直方向布置，呈夾角120°，寬度與內(nèi)卡箍相切，并大于三個(gè)垂直支撐臂的厚度。本發(fā)明抵消了由于側(cè)向加速度擾動(dòng)帶來的筒蓋擺頭現(xiàn)象，從而提高諧振筒壓力傳感器對(duì)側(cè)向加速度擾動(dòng)的抗干擾能力。
文檔編號(hào)G01L9/08GK101082528SQ200710118688
公開日2007年12月5日 申請(qǐng)日期2007年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月12日
發(fā)明者樊尚春, 莊海涵, 趙勇, 劉廣玉 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)