Датчик давления Советский патент 1993 года по МПК G01L9/00 

Изобретение относится к области авиационного приборостроения, может быть использовано в датчиках высоты, скорости и т.д., сопрягаемых с бортовой цифровой вычислительной машиной (БЦВМ).

Изобретение направлено на расширение функциональных возможностей прототипа, заключающееся в обеспечении получения выходной информации в двоичном коде.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого датчика; на фиг.2 - схема взаимного расположения и подключения секций (m+n) выходных обмоток.

Датчик давления содержит анёроидный упругий чувствительный элемент 1, расположенный в герметичном корпусе 2 и кинематически с помощью шатуна 3 и кривошипа 4 связанный с трибко-секторным механизмом, состоящим из зубчатого сектора 5 и трибки 6. На трибке в радиальном направлении и с зазором относительно незамкнутого кольцевого магнитопровода 7 закреплен стержневой подвижный магнитопровод 8. Незамкнутый кольцевой магнитопровод снабжен на конце стержневым магнитопроводом 9, сориентированным в радиальном направлении трибки, на котором расположена обмотка возбуждения 10. Причем кольцевой магнитопровод расположен коаксиально трибке и на нем размещены выходные обмотки 11-18, выполненные в виде секций, включенных встречно-последовательно и расположенных на незамкнутом кольцевом сердечнике 7.

Число выходных обмоток равно удвоенному количеству разряда выходного кода. С выходных обмоток 11-14 снимается код Грея, а с обмоток 15-18 - двоичный код. Выходная обмотка 11 первого разряда включает секции нечетных номеров, т.е. 1, 3, 5, 7. 9, 11 и т.д. секции. Выходная обмотка 12 второго разряда включает секции, номера которых равны 2, 6, 10, 14 и т.д. Выходная обмотка 13 третьего разряда включает 4 и 12 секции. Выходная обмотка 14 четвертого разряда включает 8 и т.д. секции.

Номер секций, включенных в каждую из выходных обмоток для снятия кода Грея, можно определить из выражения

im-1

(1+2i).

где m - номер разряда кода, снимаемого с соответствующей выходной обмотки;

i 0. 1,2, 3,.,. - натуральный ряд чисел. Выходная обмотка 15 первого разряда

двоичного кода включает секции всех номеров, т.е. 1, 2, 3, 4, 5 и т.д. Выходная обмотка 16 второго разряда двоичного кода включает секции, номера которых равны 2, 4, б, 8, 10 и т.д. Выходная обмотка М третьего разряда двоичного кода включает4,8 и 12 секции. Выходная обмотка 18 четвертого разряда двоичного кода включает 8 и т.д. секции. Номер секций, включённых в каждую из выходных обмоток для снятия двоичного кода можно

определить из выражения

п-1

(1+1).

где п - номер разряда выходного двоичного

кода, снимаемого с соответствующей выходной обмотки.

Обмотка возбуждения 10 ззпитывается переменным напряжением и Наличие напряжения в выходной обмотке соответствует

кодовому символу 1. а отсутствие - кодовому символу О.

Устройство работает следующим образом.

При подаче давления Р в корпус 2 прибора чувствительный элемент 1 прогибается, его подвижный центр перемещается на некоторую величину, зависящую от величины Р. Далее кривошипно-шатунная передача 3, 4 и трибко-секторный механизм 5, 6

преобразуют поступательное движение центра чувствительного элемента 1 во вращательное движение подвижного магнитопровода 8. Напряжение U приложенное к обмотке возбуждения 10, создает магнитный поток

Ф, который замыкается через неподвижный магнитопровод 9, часть кольцевого незамкнутого магнитопровода 7 и через подвижный магнитопровод 8, В секциях выходных обмоток, которые пересекаются магнитным

потоком Ф. наводится напряжение, а в секциях, которые не пересекаются магнитным потоком, напряжение наводится. Таким образом, напряжение наводится в секциях, расположенных на участке кольцевого

магнитопровода, причем величина его пропорциональна углу поворота подвижного

магнитопровода, а следовательно, измеряемому давлению.

Секции выходных обмоток соединены между собой встречно и последовательно. Поэтому в выходной обмотке наводится на- пряжение, если на участке кольцевого сердечника, расположенного между подвижным и неподвижным магнитопроводами, находится нечетное количество секций, включенных в данную обмотку. Если на участке кольце- вого магнитопровода, расположенном между неподвижным и подвижным магнитопроводами, находится четное число входящих в одну из выходных обмоток секций, то напряжение в обмотке отсутствует, т.к. секции включены встречно и напряжения в. них компенсируются.

Если на участке кольцевого магнитопровода, расположенного между подвижным и неподвижным магнитопроводами, нет сек- ций, то на выходе обмоток 11-14 и 15-18 формируется выходной код 0000 (см. фиг.2).

Если же на этом участке находится одна секция, то на выходах обмоток 11-14 и IB- 18 формируется выходной код 0001, две-на выходах обмоток 11-14 код 0011, а на выходах обмоток 15-18 код 0010, три - на обмотках 11, 12, 13, 14 - код 0010. а на обмотках 15, 16, 17, 18 - код 0011. четыре - на обмотках 11, 12, 13, 14 - код 0110, а на обмотках 15, 16, 17, 18 - код 0100. пять - на обмотках 11, 12, 13, 14 - код 0111, а на обмотках 15, 16, 17, 18 - код 0101, шесть - на обмотках 11, 12, 13, 14 - код 0101. а на обмотках 15, 16, 17. 18 - код 0110, и т.д., т.е. с выходных обмоток 11, 12, 13, 14 снимается код Грея, а с обмоток 15, 16, 17. 18 - двоичный код.

Технико-экономический эффект применения предлагаемого устройства по сравнению с прототипом заключается в расширении функциональных возможностей, направленных на обеспечение возможности получения выходной информации в двоичном коде. Это достигается за счет введения дополнительных п выходных обмоток и соответству- ющего подключения их секций.

Применение предложенного датчика давления в приборных комплексах позволяет, во-первых, осуществлять ввод информэ- ции о давлении непосредственно в БЦВМ без промежуточного преобразования, во-вторых, имеет дублирующий выходной канал с поме- хозащищенным выходным кодом, который после преобразования можно использовать при обработке информации в БЦВМ.

Кроме того, повышается надежность датчика давления за счет избыточности выходных обмоток 15-18: информацию о давлении можно получать в виде кода Грея с выходных обмоток 11-14, а при повреждении одной или нескольких Обмоток 11-14 информацию о давлении можно получать в двоичном коде на выходе обмоток 15, 16, 17, 18.

Формула изобретения Датчик давления, содержащий расположенный в герметичном корпусе анероидный упругий чувствительный элемент, кинематически связанный с трибко-секторным передаточным механизмом, на трибке которого в радиальном направлении закреплен стержневой подвижный мзгнитопровод, расположенный с зазором относительно незамкнутого кольцевого магнитопровода, снабженного на конце стержневым неподвижным магни- топроводом, соориентированным в радиальном направлении трибки, на котором расположена обмотка возбуждения, причем кольцевой магнитопровод расположен ко- аксиально трибке и на нем размещены выходные обмотки, выполненные в виде секций, включенных встречно-последовательно, причем количество выходных обмоток равно количеству разрядов выходного кода, секции каждой выходной обмотки расположены на кольцевом магнитопроводе с одинаковым шагом, при этом в каждую из выходных обмоток включены секции, номера которых определяются из выражения (1+2i), где m - номер разряда выходного кода, снимаемого с соответствующей выходной обмотки, i 0,1 ,2, 3,,.., - натуральный ряд чисел, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения получения выходной информации в двоичном коде, в него введены дополнительные выходные обмотки/выполненные в виде секций, включенных встречно последовательно, и расположенные на кольцевом магнитопроводе, причем количество дополнительных выходных обмоток равно количеству разрядов выходного двоичного кода, а в каждую из выходных обмоток включены секции, номера которых определяются из выражения

(1+i).

где п - номер разряда выходного двоичного кода, снимаемого с соответствующей выходной обмотки.

/Г и

Использование: изобретение относится к области авиационного приборостроения, может быть использовано в датчиках высоты, скорости и т.д., сопрягаемых с бортовой цифровой вычислительной машиной (БЦВМ), и позволяет расширить функциональные возможности датчика за счет .получения выходной информации в двоичном коде. Сущность изобретения заключается в том, что датчик давления дополнительно снабжен выходными обмотками 15. 16, 17, 18, ...,, выполненными в виде секций, включенных встречно-последовательно и расположенных на кольцевом магнитопроводе 7, причем количество выходных обмоток равно количеству разрядов выходного двоичного кода, а в каждую из выходных обмоток включены секции, номера которых определяются из выражения: (1+i), где п - номер разряда выходного двоичного кода, снимаемого с соответствующей выходной обмотки, 1 0,1, 2,3,.... - натуральный ряд чисел. При подаче давления Р в корпус 2 прибора с выходных обмоток 11, 12, 13, 14 снимается код Грея, а ю

Фиг. 2