Датчик давления

 

Использование: изобретение относится к измерительной технике, в частности к датчикам давления, и может быть использовано в качестве чувствительного элемента в системах автоматического управления технологическими процессами. Цель изобретения состоит в повышении чувствительности датчика. Новым в устройстве, содержащем корпус 1, возбуждающую 2 и первую 3 измерительную обмотки индуктивности и мембрану 5, выполненную из магнитной резины, является введение второй измерительной обмотки 4, включенной дифференциально с первой, выполнение корпуса 1 в виде отрезка трубки из немагнитного материала, расположение возбуждающей и измерительных обмоток коаксиально трубке, размещение измерительных обмоток последовательно по длине трубки, закрепление мембраны 5 внутри трубки в ее поперечном сечении и расположение мембраны 5 симметрично относительно измерительных обмоток. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве чувствительного элемента в системах автоматического управления технологическими процессами.

Известен диффузионный преобразователь давления, содержащий два электрода и помещенный между ними электролит, служащий чувствительным телом для устройства. Один из электродов выполнен в виде мембраны. Измерение давления достигается тем, что расстояние между мембраной и вторым электродом изменяется и, соответственно, изменяется концентрация ионов между электродами [1] .

Недостатком диффузионного преобразователя является невозможность работы при наклоне устройства ввиду перераспределения концентрации ионов.

Известен индуктивный преобразователь давления, взятый в качестве прототипа, содержащий корпус, стакан, рабочую и компенсационную катушки, сердечник, штепсельный разъем, компенсирующий чувствительный элемент и рабочий элемент, соединенный с корпусом, выполненный в виде пластины из эластичного магнита [2].

Недостатком известного устройства является низкая чувствительность преобразователя.

Цель изобретения состоит в повышении чувствительности датчика.

Цель достигается за счет того, что в датчик давления, содержащий корпус, возбуждающую и первую измерительную обмотки индуктивности и мембрану, выполненную из магнитной резины, введена вторая измерительная обмотка, включенная дифференциально с первой, а корпус выполнен в виде отрезка трубки из немагнитного материала, при этом возбуждающая и измерительные обмотки расположены коаксиально трубке, первая и вторая измерительные обмотки размещены последовательно по длине трубки, а мембрана расположена симметрично относительно измерительных обмоток и закреплена внутри трубки в ее поперечном сечении.

На чертеже приведена функциональная схема датчика.

Датчик содержит корпус, выполненный в виде отрезка трубки 1 из немагнитного материала, возбуждающую обмотку 2, первую измерительную обмотку 3 индуктивности, вторую измерительную обмотку 4, включенную дифференциально с первой. Возбуждающая обмотка 2 и измерительные обмотки 3, 4 расположены коаксиально трубке 1. Первая и вторая измерительные обмотки 3, 4 размещены последовательно по длине трубки 1. Внутри трубки 1 в ее поперечном сечении закреплена мембрана 5, выполненная из магнитной резины и расположенная симметрично относительно измерительных обмоток 3 и 4. Мембрана 5 закреплена внутри трубки 1 (например, с помощью эпоксидного клея) так, что левая и правая части трубки представляют собой герметично изолированные полости.

Датчик работает следующим образом.

При отсутствии давления мембрана 5 занимает центральное положение. В измерительных обмотках 3, 4 возникают одинаковые магнитные потоки и, соответственно, на их выходах будут индуцироваться одинаковые напряжения. Измерительные обмотки 3, 4 включены дифференциально, поэтому на выходе датчика сигнала не будет.

При действии давления Р центральная часть мембраны 5 смещается на расстояние, пропорциональное давлению. Происходит перераспределение магнитных потоков в первой и второй измерительных обмотках 3 и 4, так как эластичный диэлектрический материал (магнитная резина), из которой выполнена мембрана 5, имеет магнитную проницаемость, отличную от единицы. В той измерительной обмотке, в сторону которой происходит смещение мембраны 5, магнитный поток увеличивается, соответственно увеличивается напряжение на выходе данной измерительной обмотки. В результате на выходе датчика возникает напряжение, пропорциональное величине давления Р. По фазе выходного сигнала судят о направлении действия давления (увеличении или уменьшении). Нижний предел чувствительности датчика определяется модулем упругих свойств материала мембраны 5.

Формула изобретения

ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, содержащий корпус, возбуждающую и первую измерительную обмотки индуктивности и мембрану из магнитной резины, отличающийся тем, что он снабжен второй измерительной обмоткой, включенной дифференциально с первой, а корпус выполнен в виде отрезка трубки из немагнитного материала, при этом возбуждающая и измерительные обмотки расположены коаксиально трубке, первая и вторая измерительные обмотки размещены последовательно по длине трубки, а мембрана расположена симметрично относительно измерительных обмоток и закреплена в трубке в ее поперечном сечении.

РИСУНКИ

Рисунок 1