Устройство для измерения разности давлений Советский патент 1983 года по МПК G01L13/02 G01L9/10 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназна чено в основном для измерения давлений с помощью индуктивных датчиков. Известны датчики давления, содержащие мембранный чувствительный элемент, который является якорем индуктинной системы с рабочей и компенсирующей обмотками, включенными в мостовую измерительную схему.flj. Такие датчики обладают недостаточ ной чувствительностью. Тот же недостаток относится и к дифференциальным измерительные схемам, когда разность давлений измеряют двумя датчиками 23, содержащими мембраны, являнидиеся якорями индуктивных систем, на магнитопроводах которых размещены первичные обмотки, соединенные между собой последовательно, и вторичные обмотки, соединенные с измерительной схемой. Цель изобретения - повышение чувс вительности измерителя разности давлений. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения разности давлений, содержащем два индуктивных датчика с мембранными чувствительными элементами, на сердечниках магнитопроводов которых размещены первичные обмотки, соединенные между собой последовательно, и вторичные обмотки, соединенные с измерительной схемой, на упомяйутых сердечниках магнитопроводов дополнительно размещены обмотки подмагничивания, причем вторичная обмотка каждого датчика подключена через выпрямительный мост к обмотке перемагничивания другого датчика. На.фиг. 1 показано устройство, общий вид в. разрезе} на фиг. 2 схема включения обмоток устройства. Устройство состоит из индуктивных датчиков 1 и 2. Каждый датчик содер.жит магнитопровод броневого.типа, выполненный в виде корпуса 3 и сердечника 4, а также мембрану 5, закрепленную в корпусе 3. Между сердеч НИКОМ и мембраной имеется воздушный зазор 6. На сердечнике размещена обмотка 7 подмагничивания. Магнитопровод вокруг обмотки 7 разомкнут вследствие наличия зазора 6. В сердечнике выполнена кольцевая расточка в которой установлены первичная 8 и вторичная 9 измерительные обмотки переменного тока. Магнитопровод вокруг обмоток 8 и 9 замкнут. Среда с давлениями Р и Pj, разность которых измеряется, подводится к штуцерам 10 обоих датчиков. Первичные измерительные обмотки 8 датчиков 1 и 2 соединены между собой последовательно и подключены к источнику переменного напряжения. Вторичная измерительная обмотка9 датчика 1 через выпрямительный мост 11 соединена последовательно с обмоткой 7подмагничиваиия датчика 2, а измерительная обмотка 9 датчика 2 через выпрямительный мост 11 соединена последовательно с обмоткой 7 подмагничивания датчика 1. Между собой измерительные обмотки 8 и 9 включены согласно. К датчикам подводится переменное напряжение, а выходной сигнал снимается с одноименных полюсов выпрямительных, мостов 11. Электрические и магнитные параметры обмоток 7-9 датчика 2 идентич-. ны электрическим и магнитным параметрам соответственно обмоток 7-9 датчика 1. Зазоры б в датчиках 1 и 2 равны между собой. Устройство работает следующим образом. При отсутствии давления в датчиках 1 и 2 и подаче питания на устройство переменные напряжения на обмотках 9 равны между собой Подмагничивающие обмотки 7 датчиков обтекаются одинаковьм током, поэтсяиу подмагничив-ание сердечников 4с из- , мерительными обмотками 8 и 9 происходит в равной мере. Вследствие идентичности параметров датчиков 1 и 2. выходной сигнал, снимаемый с плюсовых зажимов вьшрямнтельных мостов 11, равен нулю. При одинаковых давлениях Р и Pj мембраны обоих датчиков прогибаются на одинаковую величину, что приводит к повьлшению подмагничивания сердеч- . Ников 4 и уменьшению индуктивности измерительных обмоток 8 и 9. Несмотря на то, что ток в обмо-гках 8увеличился, напряжения на них равны между собой и составляют половину питающего напряжения. Равны между собой соответственно и напряжения на обмотках 9. Сигнал на выходе схемы отсутствует. : Если давление Р превышает давление р2 , подмагничивание датчика : 1возрастает, а индуктивности обмоток 7 и 8 датчика 1 уменьшаются. Напряжение на обмотке 8 датчика 1 умёньша ется, а на обмотке 8 датчика iJ увеличивается; соответственно напряжение на обмотке 9 датчика 1 уменьшается, а на.обмотке 9 датчика 2увеличивается. Это приводит к увеличению тока обмотки 7 датчика 1 и уменьшению тока обмотки 7 датчика 2, т.е. к дополнительному подмагничиванию датчика 1 и ослаблению подмагничивания датчика 2. В результате индуктивность обмоток 8 и 9 датчика 1 снова уменьшается, а индуктивность обмоток 8 и 9 датчика 2 увеличивается. И так происходит до наступления установившегоея режима. На выходе схемы появляется напряжение, величина которого пропорциональна разности давлений в датчиках 1 и 2, а полярность указывает датчик с большим давлением. Тот же эффект проявляется,-если давление

2

выше давления т

Таким образе .повышение чувствительности, т.е. изменение величины выходного сигнала, достигается за счет увеличения постоянного подмагничивания вследствие 11рогиба мембраны датчика с большим давлением.и.

как следствие, увеличения тока подмагничиваиия в обмотке 7 датчика с большим давлением за счет повышения индуктивности обмоток 8 и 9 датчика с меньшим давлением и ослабления тока обмотки 7 датчика с меньшим давлением из-за уменьшения напряжения на обмотках 8 и 9 датчика с большим давлением.

Все это позволяет использовать устройство в системах контроля и регулирования без дополнительных усилителей.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ДАВЛЕНИЙ, содержащее два индуктивных датчика с мембранными чувствительными элементами, на сердечниках магнитопроводов которых размещены первичные обмотки, соединенные между собой последовательно, и вторичные обмотки, соединенные с измерительной схемой, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, в нем на сердечниках магнитопроводов дополнительно размещены обмотки подмагнячивания, причем вторичная обмотка каждого датчика подключена через выпрямительный мост к обмотке подмагничивания другого датчика. ф 4ib vl tsD Фиа. i