Датчик давления
ОЛ ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
384032
Союз Ссветскик
Социалистическик
Респуйлик
Зависимое от авт. свидетельства 4—
М. Кл. б Oll 9/10
Заявлено 25.Х.1971 (№ 1708016/18-10) с присоединением заявки ¹â€”
Приоритет
Опубликовано 23.V.1973. Бюллетень ¹ 24
Дата опубликования описания 4ХШ.1973
Комитет оо делам иаооретеиий и открытий ори Совете Министров
СССР
УДК 531.787.91(088.8) Автор изобретения
В. П, Усанов
Заявитель
ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ
Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к датчикам давления с трансформаторными преобразователями перемещения.
Известные датчики давления, содержащие мембрану со штоком, на котором закреплен цилиндрический якорь трансформаторного преобразователя перемещения, не обеспечивают получение логарифмической выходной характеристики датчика при изменении давления.
В предлагаемом датчике с целью получения логарифмической выходной характеристики ось якоря преобразователя размещена параллельно торцовьгм поверхностям сердечников, одна из которых параллельна направлению перемещения якоря, а вторая наклонена под углом 45 к первой.
На фиг. 1 — показана конструкция датчика; на фиг. 2 — принципиальная электрическая схема.
В основании 1, датчика защемлена мембрана 2. В центре мембраны установлен шток 3, к второму концу которого прикреплен кронштейн 4 с якорем 5. Соединение штока 3 с мембраной 1 и кронштейном 4 и кронштейна с якорем осуществляют сваркой.
На плате 6 установлены верхний сердечник 7, имеющий скос торцовой поверхности под углом 45, и нижний сердечник 8, прикрепляемые к плате винтами 9. Сердечники 7 и 8 расположены так, чтобы ось якоря 5 была параллельна торцовой плоскости нижнего сердечника 8 и скошенной плоскости верхнего сердечника 7. На сердечниках установлены каркасы 10 с обмотками 11 и 12.
Приемный узел датчика закрывают кожухом 13 с вмонтированной в нем штепсельной вилкой 14. Выводы от обмоток 11 и 12 подпаивают к контактам 15, а от них — к контактам штепсельной вилки 14.
Датчик .работает следующим образом.
При наличии питания в первичных обмотках датчика выходное напряжение зависит от положения якоря 5. С увеличением давления якорь перемещается в верхнее положение, при этом магнитное сопротивление между верхним сердечником и якорем уменьшается.
Известно, что
U,„„= K U,„, W, W,(R„„— R„,), где R,Ä, — магнитное сопротивление между
25 нижним сердечником 8 и якорем 5;
R. — магнитное сопротивление между верхним сердечником 7 и якорем 5.
Магнитное сопротивление между плоским
ЗО полюсом магнитной системы и якорем ци384032
i+Уll rç
fn
Г м—
2nu,„> (2) и () (() 2(а, — 1) (9) Эти условия конструктивно выполняют тем, что нижний серддечник 8 не имеет скоса, воздушный зазор между якорем минимален и остается постоянным при перемещении якоря, т. е. l>=const. ,Верхний сердечник 7 имеет скос под угла)м
45, величина верхнвго воздушного зазора roу раздо больше (в 5 — 10 раз) величины нижнего воздушного зазора и изменяется при изменении давления, Тогда т. е. (а, = — ) (а, = — ) 1
Arch а,;
2)) <>
Arch а,;
2ïu, U,„, = А — b 1п,(2а,), 20 где
Arch а, = г 2(а, — 1), Arch а, = 1п(2а,)—
1 (2,) (4) 25 (5) С учетом этого
R„, = 2(а, — 1), RM> = 1 1п (2а,) — . (7)
2 р.о ь (2аг) j
Подста)вив значения Рм, и R, в формулу 35 (1), получим вых— (8) 40 линдрической формы определяется зависимостью где r — радиус якоря;
1 — раостояние от оси якоря до:плоскости сердечника.
Если обозначить — =а, то
r р„= 1n (a — p а — 11 = Arch a (3)
2п)) в 2лы<, При малом значении аргумента а1 и большом значении аргумента а2
x () 2(а, — )) + — in (2a,)) 1 (2аг)г
Так как от датчика требуется получение характеристики вида U»» А — ИпР, то в формул)е (8) необходимо выполнение условий а, = const
А вв ) 1)тг У2(а, — 1) а (1P)
2nuв лит. %- г
b = "" = const (11)
2лр.в
Таким образом, выходной сигнал датчика изменяется по логарифмическому закону при линейном изменении давления.
Предмет изобретения
Датчик давления, содержащий мембрану со штоком, на котором закреплен цилиндрический якорь трансформаторного преобразователя перемещения, отличающийся тем, что, с целью получения л)огарифмической )выходной характеристики датчика, в нем ось якоря преобразователя размещена параллельно торцовым поверхностям сердечников, одна из которых параллельна направлению перемещения якоря, а вторая наклонена под углом 45 к первой.
