Индуктивный дифференциальный датчик давления
Патент 211125
Классы МПК
Индуктивный дифференциальный датчик давления
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
2Ш25
Союз Советских
Социалистических
Республик
ЧФ
Всесо юз".;
Ппт ят:;O- T ;:i:.:- . (aH ци лкотеыа ьЬл
За висимое от авт. свидетельства №
Заявлено 14Х11.1966 (№ 1091621/26-10) Кл, 42k, 12/01 с присоединением заявки №
Приоритет
МПК G Oll
УДК 531 787.7 082.743 .083.8 (088.8) комитет по делам изооретений и открытий при Совете Министров
СССР
Опубликовано 811,1968. Бюллетень № 7
Дата опубликования описания 16.IV.1968
Автор изобретения
А. В. Дуров
3 ая,вигель
ИНДУКТИВНЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ
Известные диффсренциальные датчики давления, содержащие мембрану, магнитопровод с обмотками и регул ировочные втулки, не обеспечивают большой выходной мощности при высокой чувствительности, Предлагаемый, датчик отличается от извесь ° ных том, что в нем установлены два кольцеобразных, постоянных магнита, размещыных по обе стороны мембраны, что,повышает чувствительность и выходную мощность.
На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый датчик; на фиг. 2 — показан пр ин ци п работы датчика.
Магнитопроводы 1 выполняют из матернала с BbIcoKQH магнитной проницаемостью, а кольцеобраз ные магниты 2 — из материала с высокой остаточной индукцией. Обмотки 8 датчика соединяются согласно и содержат возможно большее количество витков тонкого провода. Пермаллоевая мембрана 4 зажимается ферромагнитными,прокладками 5 между кольцеобразными постоянными магнитами. На наружной IIIQBBpxHoo регулировочных;втулок 6, выполненных из того же материала, что и магнито1про вод, сделана резьба для изменения,зазора между ними и мембраной путем подэинчивания их,при регулировке чувствительности датчика. Скрепляющая о бой ма 7 изготовлена .из неферромагнигного материала, с целью ликвидации искажения магнитных потоков датчика.
Чтoobl удобно obIJIo MQIH" Bровать датчик (B электрическую схему, концы обмоток выводят
5 наружу и к ним припаивают относительно толстые выводные illpoBopa 8. Отверстия 9 служат для подвода измеряемого давления.
Датчик включается tB мостовую элвктрическую схему и питается током тональной ча10 сто ты.
Если да|вление Р,, подаваемое в левую полость датчика, равно давлению Р„ подаваемому в:правую полость, то при абсолютной идентичности правой и левой lIIQJIotBHH датч и15 ков мембрана находится в равновесии, та к ка к силы, обусловлвнпые магнитными потоками, проходящими через .мембрану, взаимно уравновешиваются.
Рассмотрим, случай, когда P,)P, Под дей20 ствием разности да влений AP = P., Р,,меморана прогнется вправо. При этом произойдет перераспределение магнитных потаков: магнитный поток Ф, будет больше потока Фз
Разность магнитных потоков Ф; — Ф2 обозна25 чим через ЛФ. Краевая же область мембраны почти не прогибается. Поэтому в перовом приближении можно считать, что изменения потоко в Ф 1 и Ф 2 не прои сходит и:разность эд.с. самоиндукций Л1 в правой и левой обмотках
211125 при данном ЛР может быть представлена как функция ЛФ lr. — — К1. где К1 — коэффициент пропорциональности;
d ЬФ 1
) — скорость изменения разности маг-! нитных потоков. Но разность потоков ЛФ, иод действием которой находится мембрана, изменяемся с частотой тока питания. Следовательно, мембрана придет в колебательное движейие. Пр ичем частота колебаний будет ра вна частоте изменения ЛФ вследствие взаююдействия разности магнитных пото ков с магнитными потоками постоянных;магнитов.
В результате таких колебаний 1площа ди, охваченные магнитными потоками по стоя н ных ма(гнито в, изменяюгся, так как мембрана является границей этих площадей. В, правой и левой обмотках и нду1цируются э.:дlc. Как показывает анализ, эпи э.д.с.,совпадают по фазе. Но величина э.д.ic., индуцируемой:в правой обмотке, будет больше, чем в левой, так как вследствие,прогиба мембраны под действием
ЛР магнитный поток правого постоянного магнита становится больше, чем левого, в то время как индуцируемые эд.с. являются функц иями этих магнитных lIIorozolB. Разность .индуцируемых э.д.с. Л1„. может быть представлена |как при да ннои ЛР
Л lu = — К„. где К2 — коэффициент пропорцианальнасти, 33(BlHlcsIIQHH от количества IBHTKoв обмоток ютреобразователя, остаточной магнитной индукции постоян Iblx магнитов, материала магнитопровсдов и мембраны, начальной величины зазора между мембран ой .и торцовыми поверхностями IIIBpHHтопроводов, 11а пряжения источника питания. С увеличением числа витков он у1величи ваегся;
< ds 1
) — скорость изменения площади, охват) ченной ма гнитными,потоками, постоянных iMBI5 витав, прои колебаниях мембраны ло д действием ЛФ от1носительно деформированного состояния.
Как индуктивная ЛЕ, так и индукционная
ЛЕ„э.д.с. разбаланса являются функциями
1р прогиба, а именно: при увеличении прогиба обе они увеличиваются, так ка к амплитуда потока ЛФ, являющегося причиной возникновения ЛЕ и причиной возникновения колеба ний, вызывающих появление индуиционной
15 эp,.ic. разбала н са ЛЕ„и также увеличи1вает1ся.
Здесь ЛЕг. и Лń— действующие, значения э.д.lc. разбаланса.
Резульпирующая э.д,с. разбаланса иожет бытыпредставлена так
Л1= Alz +Л/„.
Благодаря гому, что обе .э. д, с. раэбаланса складываются между собой, чувствительность датчика является IBbIGOKQH.
Вследствие того что кроме мембраны нет других инерционных элементов, частота измеряемых процессов может быть довольно высокой.
Она определяется частотой источ ника питания,:которая в овою очередь определяется собсввенной частотой колебаний. мембраны. 1 акой датчик иожет IIIðHìåíÿòüñÿ lIIpH IIIlpo изводстве аэрс динам ических исследований.
Предмет изобретения
Индуктивный дифференциальный, датчик давления, содержащий мембрану, магнитопровод с обмогками и:регулировочные;втулки, 4р отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительносви и зыхюдной мощ ности,,в нем установлены два,кольцеобразных постоявных магнита, размещенных IIIo обе стороны мембраиы.
211125
Составитель Г. И. Невская
Редактор В. Ф. Чулкова Техред А, А. Камышникова Корректоры: Н. И. Быстрова и Е. Н. Гудзова
Заказ 678/7 Тираж 530 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Центр, пр. Серова, д. 4
Типография, пр. Сапунова, 2