Магнитоупругий датчик давления Советский патент 1990 года по МПК G01L9/16 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть ис- польгювано для контроля давления жидкостей и газов.

Цель изобретения - повышение чувствительности.

На фиг. 1 показан магнитоупругий датчик давления; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1. Магнитоупругий датчик давления содержит чувствительный элемент в виде полого стержня 1, который снабжен диском 2, выполненным за одно целое со стержнем 1. Отверстия 3 в диске 2 расположены с равномерным линейным шагом вдоль радиуса и равномерным угловым шагом вдоль окружности. На диске 2 размещены измерительные обмотки, выполненные в виде последовательно-согласно соединенных первых обмоток 4. охватывающих радиальные перемычки, и последовательно-согласно соединенных вторых обмоток 5, охватывающих кольцевые перемычки.

Измерительные вторые 6 и первые 7 обмотки включены в смежные плечи мосто- I вой измерительной схемы. Первые обмот- I ки 4 размещены на диске 2 так, что каждый : отдельный виток 8 расположен на отдель- ной перемычке 9 между отверстиями 3 и ; цилиндрической поверхности 1 о стержня 1. I Вторые обмотки 5 размещены на диске 2 ; так, что каждый отдельный виток 11 расположен на отдельной перемычке 12 между отверстиями 3 в плоскости, совмещенной с радиальной плоскостью стержня 1,

Магнитоупругий датчик давления работает следующим образом.

При отсутствии давления во внутренней полости стержня 1 мостовая измерительная схема уравновешена и сигнал, снимаемый с диагонали моста, равен .нулю. При воздействии давления на поверхность 10 внутренней полости, в каждой точке объема диска 2 возникают радиальные напряжения сжатия «тангенциальные напряжения растяжения. Позтому индуктивность одной измеритель- ной обмотки (группы обмоток) увеличивается, а индуктивность другой измерительной катушки уменьшается, что приводит к разбалансу мостовой измерительной схемы и снимаемый сигнал с диагонали моста будет пропорционален величине приложенного

давления.

Размещение каждого витка на отдельной (индивидуальной) перемычке между отверстиями позволяет уменьшить размеры перемычек и отверстий и выполнить магнитопроводы первых и вторых обмоток в виде чередующихся перемычек и сплошных участков (промежутков между перемычками). Промежутки между перемычками испыты- вают радиальные и тангенциальные внутренние напряжения одновременно, а следовательно, определенный участок маг- нитопровода обмотки (равный сумме длин промежутков) будет испытывать те же на- пряжения. Кроме того, размещение витков на отдельной перемычке приводит к более напряженному состоянию периферийной . части диска. Все зто приводит к увеличению чувствительности и точности измерения. 5 Чем тоньше перемычка между отверстиями (чем меньше диаметр отверстий), тем выше заявляемый зффект. Размещение витков второй обмотки на диске в радиальной плоскости чувствительного злемента позволяет 0 создать кольцевой магнитный поток обмотки, где вектор напряженности магнитного поля в каждой точке совпадает с линией действия тангенциальных напряжений и перпендикулярен линии действия радиаль- 5 ных напряжений,

Размещение витков первой обмотки на диске в цилиндрических поверхностях, концентричных внутренней поверхности чувствительного элемента, позволяет создать 0 магнитный поток, вектор напряженности которого в. каждой точке совпадает с линией действия радиальных напряжений и перпендикулярен линии действия тангенциальных напряжений. Такое выполнение и 5 размещение витков обмоток также повышает чувствительности и точность измерения. Формула изобретения Магнитоупругий датчик давления, содержащий трубчатый чувствительный зле- 0 мент с размещенным на нем диском с отверстиями, в которых уложены измери- , тельные обмотки, включенные в мостовую схему, причем одна измерительная обмотка включает п соединенных последовательно 5 согласно первых обмоток, охватывающих радиальные перемычки между отверстиями, а другая включает п соединенных последовательно согласно вторых обмоток, охватывающих кольцевые перемычки, отличаю- 50 щ и и с я Terv что, с целью повышения чувствительности в нем, каждая из первых и вторых обмоток выполнена в виде отдельного витка, причем пло скости первых обмоток размещены в радиальных плоскостях диска, 55 а вторые обмотки расположены концент- рично диску,

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля давления жидкостей и газов. Целью изобретения является повышение чувствительности. Магнитоупругий датчик содержит чувствительный элемент в виде полого стержня 1, который снабжен диском 2, выполненным за одно целое со стержнем 1. На диске 2 размещены обмотки 4, охватывающие радиальные перемычки, и обмотки 5, охватывающие кольцевые перемычки через отверстия 3. Все обмотки 4 соединены последовательно согласно, и все обмотки 5 также соединены последовательно согласно и включены в смежные плечи мостовой измерительной схемы. Каждые отдельные витки 6 и 9 обмоток расположены на отдельных перемычках 7 и 10 между отверстиями 3. Плоскости витков 9 обмотки 5 совпадают с радиальными плоскостями чувствительного элемента, а цилиндрические поверхности витков 6 обмотки 4 концентричны внутренней поверхности 8 чувствительного элемента. 2 ил.

Фиё.г