專利名稱：一種新型抗側向加速度擾動的諧振筒壓力傳感器的制作方法
技術領域：
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向加速度擾動的諧振筒壓力傳感器，屬于諧振體結構設計領域。
背景技術：
諧振筒式壓力傳感器是將被測流體壓力加載到薄壁圓筒內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，通過檢測薄壁圓筒的諧振頻率就可以間接檢測加載到薄壁圓筒內壁的流體壓力。
但由于薄壁圓筒的特殊結構，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。所以造成在承受側向加速度載荷時頂部端蓋的慣性力不能被忽略。薄壁圓筒的應力狀態(tài)也受到這個慣性力的影響，產生附加剛度，從而改變薄壁圓筒的諧振頻率，形成測量干擾。降低了諧振筒式壓力傳感器的測量精度。

發(fā)明內容
本發(fā)明解決的技術問題克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種新型抗側向加速度擾動的諧振筒壓力傳感器，該諧振筒壓力傳感器抵消由于側向加速度擾動帶來的筒蓋擺頭現(xiàn)象，提高諧振筒壓力傳感器對側向加速度擾動的抗干擾能力，從而提高了諧振筒壓力傳感器的測量精度。
本發(fā)明技術解決方案一種新型抗側向加速度擾動的諧振筒壓力傳感器，其特點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、三個垂直支撐臂、內卡箍、支撐件上端蓋、保護外殼、保護外殼上端蓋固定槽，薄壁圓筒同保護外殼一并固連在底座上，母線互相平行且與底座垂直；內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外殼上蓋內側的保護外殼上端蓋固定槽采用過盈配合固連，使整個支撐件牢固的與保護外殼相連接；內卡箍與支撐件上端蓋之間120°周期對稱連接有三個垂直支撐臂，三個垂直支撐臂垂直方向布置，呈夾角120°，寬度與內卡箍相切，并大于三個垂直支撐臂的厚度。
本發(fā)明的工作原理三個垂直支撐臂采用120°周期對稱方式布置，產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生的慣性力。假設每個支撐臂在其寬度方向上的彎曲剛度為k，并假設位移為x，方向θ。則在各個支撐臂方向位移的投影分別為x·sinθ，x·sin(θ+120°)，x·sin(θ-120°)。在各個支撐臂上產生的彈性力分別為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。從而這種結構采用最簡化的機械結構實現(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。
在軸向移動方面由于支撐臂的長度壓縮與拉伸剛度非常大，從而對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)有技術相比的優(yōu)點在于本發(fā)明由于在諧振筒頂部筒蓋上加裝120°對稱的三個垂直支撐臂，將振筒頂蓋與外圍保護殼體頂蓋固連，抵消了由于側向加速度擾動帶來的筒蓋擺頭現(xiàn)象，從而提高了諧振筒壓力傳感器對側向加速度擾動的抗干擾能力，使得諧振筒壓力傳感器的測量精度大大提高。


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)明的內卡箍、支撐件上端蓋及120°周期對稱的三個垂直支撐臂構成的薄壁圓筒上端蓋的支撐結構主視圖；圖4為圖3的俯視圖。
具體實施例方式
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、三個垂直支撐臂6、內卡箍7、支撐件上端蓋8、保護外殼2、保護外殼上端蓋固定槽5，薄壁圓筒1同保護外殼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與位于保護外殼2上蓋內側的保護外殼上端蓋固定槽5采用過盈配合固連，使整個支撐件牢固的與保護外殼相連接；內卡箍7與支撐件上端蓋8之間120°周期對稱連接有三個垂直支撐臂6，三個垂直支撐臂6垂直方向布置，呈夾角120°，寬度與內卡箍7相切，并大于三個支撐臂6的厚度。
如圖3、4所示，內卡箍7與薄壁圓筒上端蓋4過盈配合連接時，內卡箍7內徑略小于薄壁圓筒上端蓋4外徑，安裝時將內卡箍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與保護外殼上端蓋固定槽5之間采用過盈配合安裝時，將保護外殼2加熱至400-1000℃，之后將振動筒1及內卡箍7、支撐臂6、支撐件上端蓋8組成的支撐部件放入保護外殼2內，將支撐件上端蓋8放入保護外殼上端蓋固定槽5內自然冷卻，從而將支撐件上端蓋8牢固的固定在保護外殼上端蓋固定槽5內。
權利要求
1.一種新型抗側向加速度擾動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)、三個垂直支撐臂(6)、內卡箍(7)、支撐件上端蓋(8)、保護外殼(2)、保護外殼上端蓋固定槽(5)，薄壁圓筒(1)同保護外殼(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)與位于保護外殼(2)上蓋內側的保護外殼上端蓋固定槽(5)采用過盈配合固連，使整個支撐件牢固的與保護外殼相連接；內卡箍(7)與支撐件上端蓋(8)之間120°周期對稱連接有三個垂直支撐臂(6)，三個垂直支撐臂(6)垂直方向布置，呈夾角120°，寬度與內卡箍(7)相切，并大于三個支撐臂(6)的厚度。
2.根據權利要求1所述的新型抗側向加速度擾動的諧振筒壓力傳感器，其特征在于所述的內卡箍(7)與薄壁圓筒上端蓋(4)過盈配合連接時，內卡箍(7)內徑小于薄壁圓筒上端蓋(4)外徑，安裝時將內卡箍(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.根據權利要求1所述的新型抗側向加速度擾動的諧振筒壓力傳感器，其特征在于所述的支撐件上端蓋(8)與保護外殼上端蓋固定槽(5)之間采用過盈配合安裝時，將保護外殼(2)加熱至400-1000℃，之后將振動筒(1)及內卡箍(7)、支撐臂(6)、支撐件上端蓋(8)組成的支撐部件放入保護外殼(2)內，將支撐件上端蓋(8)放入保護外殼上端蓋固定槽(5)內自然冷卻，從而將支撐件上端蓋(8)牢固的固定在保護外殼上端蓋固定槽(5)內。
全文摘要
一種新型抗側向加速度擾動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、三個垂直支撐臂、內卡箍、支撐件上端蓋、保護外殼、保護外殼上端蓋固定槽，薄壁圓筒同保護外殼一并固連在底座上，母線互相平行且與底座垂直；內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外殼上蓋內側的保護外殼上端蓋固定槽采用過盈配合固連，使整個支撐件牢固的與保護外殼相連接；內卡箍與支撐件上端蓋之間120°周期對稱連接有三個垂直支撐臂，三個垂直支撐臂垂直方向布置，呈夾角120°，寬度與內卡箍相切，并大于三個垂直支撐臂的厚度。本發(fā)明抵消了由于側向加速度擾動帶來的筒蓋擺頭現(xiàn)象，從而提高諧振筒壓力傳感器對側向加速度擾動的抗干擾能力。
文檔編號G01L9/08GK101082528SQ200710118688
公開日2007年12月5日 申請日期2007年7月12日 優(yōu)先權日2007年7月12日
發(fā)明者樊尚春, 莊海涵, 趙勇, 劉廣玉 申請人:北京航空航天大學