УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПУЛЬСИРУЮЩИХ ДАВЛЕНИЙ Советский патент 1972 года по МПК G01L13/02 

Изобретение относится к индуктивным датчикам давления и может быть -использовано .при измерении пульсирующих давлений на летательных аппаратах.

.Известны устройства для измерения пульсирующих давлений, содержащие два чу вствительных элемента, являющихся я«орями индуктивного дифференциального преобразователя. Эти устройства позволяют измерять пульсирующие давления И устранять влияние перегрузок (+§) на измерение.

Однако их нельзя использовать для одновременного измерения леременной составляющей пульсирующего давления и перегрузок.

Для измерения одновременно действующих переменной составляющей пульсирующего давления -и-перегрузок и устранения «х взаимного влияния iB предлагаемом устройстве в датчике давления динамическая и статическая полости соединены каналом, а мембрана, расположенная в статической полости датчика, выполнена с отверстием, при этом с обмотками возбуждения последовательно включен резистор параллельно диагонали мостового демодулирующего выпрямителя, образующего плечо дополнительного измерительного моста, причем источник питания через делитель напряжения подключен к диагонали другого мостового демрдулирующего выпрямителя, образующего

смежное плечо дополнительного измерительного моста.

На чертеже показана принципиальная схема описываемого устройства.

Устройство содержит датчик / давления с двумя магнитопроводами 2, 3, на полюсах которых укреплены обмотки 4 и 5, соединенные между собой последовательно-согласно и последовательно с резистором 6, .который включен паралельно диагонали мостового демодулирующего Еыпрямителя 7, а диагональ другого демодулирующего выпрямителя 8 подключена через делитель напряжения 9 к источнику 10 переменного тока.

На полосах матнитопроводов .2 и 5 укреплены также обмотки // и 12, соединенные через мостовые демодулирующие выпрямители 13 и М, резисторы RI, Rz, Rs и оглаживающий фильтр 15 с регистратором перегрузок 16. Вторые диагонали мостовых демодулирующих выпрямителей 7 и 5 соединены через резисторы R4, Ra, Re и сглаживающий фильтр /7 с регистратором давления 18. Между матнитопроводами 2 и установлены два чувствительных элемента 19 и 20. Чувствительный элемент 20 снабжен капиллярным отверстием для прохода воздуха в полость между чувствительными элементами 19 и 20. Динамическая и статическая полости

Работа устройства происходит следующим образом. При включении магистрали пульсирующего давлеиия Pn Pu-{-p(t) (где p(t) и PQ - переменная и постоянная составляющие), давление РО, благодаря каналу 21 « калиллярному отверстию в чувствительном элементе 20 действует «а чувствительные элементы 19 и 20 с двух сторон и не вызывает кх отклонений, Т: е. датчик / не реагирует на постОЯнную составляющую пульсирующего давления РО.

Переменная составляющая p(t) пульсирующего давления не поступает через капиллярное отверстие в чувствительном элементе 20, так как о,но для нее явлеятся больщим сопротивлением. Поэтому |благодаря каналу 21 чувствительные элементы 19 и 20 отклоняются под действием только давления p(t одновременно в разные стороны (например, один - вниз, а другой - iBBepx).

Вследствие этого величины воздуп1«ых зазоров магнитных цепей дифференциального индуктивного преобразователя изменяются на одно и то же значение в одном направлении (оба зазора одновременно увеличиваются или уменьшаются).

Соответственно одновремен-но уменьшаются или увеличиваются индуктивные сопротивлееия Обмоток возбуждения 4 и 5, что приводит к изменению тока в цепи, в которую они включены последовательно с резистором 6 и, следовательно, к изменению падения напряжения на резисторе 6 и на диа гонале вьгаря.мительното моста 7. Поскольку к диагонали выпрямителя 8 подведено от источн ика 10 питания через делитель напряжения 9 стабильное Напряжение, значение которого равно значению падения напряжения на резисторе 6 при отсутствии действия давления, то при действии измеряемого давления p(t} разность напряжений после выпрямителей 7 и S будет пропорциональна изменению падения напряжения на резисторе 6. Эта разность напряжений, пропорциональная измеряемому давлению p(t) через сглаживающий фильтр ,17, поступает ка регистратор давления :18.

Одновременно с действием давления p(i} на чувствительные элементы 19 и 20 действует виброперегрузка (лгд), которая вызывает отклонение их одновременно в одном и том же направлении. При этом величины воздушных зазоров магнитных цепей дифференциального индуктивного преобразователя изменяются одновременно на одно и то же значение в разных направлениях (например, один зазор увеличивается, а другой - уменьшается, или наоборот) . Вследствие этого индуктивное сопротивление обмотки 4 уменьщается, а индуктивное сопротивление обмотки 5 увеличивается или наоборот.

В этом случае к диагонали выпрямителей 7 и 8 будут приложены одинаковые величины напряжений, их разность после выпрямления будет равна нулю и, следовательно, перегруз-ка .не будет влиять на регистратор давления 18.

В то же самое время при действии перегрузки вследствие .взаимоиндукции напряжение на. обмотке // будет уменьшаться, а на обмотке

12 - увеличиваться или наоборот. В результате на диагонали выпрямительного моста 14 напряжение уменьшается, а на диагонали выпрямительн.о.га моста 13 - увеличивается, или наоборот. Разность выпрямленных напряжеНИИ, пропорциональная величине перегрузки (+Д), через сглаживающий фильтр 15 поступит на регистратор перегрузок 16. Так как при действии давления p(t), как было отмечено, воздушные зазоры магнитных цепей дифференциального индуктивного преобразователя одновременно увеличиваются или уменьшаются на одно и то же значение, то одновременно уменьшаются или увеличиваются на одно и то же значение индуктивные сопротивления

обмоток и 5.

Так как обмотки 4 и 5 соединены последовательно, то их изменение индуктивного сопротивления, т. е. одновременное увеличение или уменьшение иа одну и ту же величину, вызоВет соответствующее изменение тока, проте.кающего по ним, а напря.жения на обмотках 4 и 5, вследствие равенства их индуктивных и активных сопротивлений, останутся равными друг другу.

Также, в.следств«е взаимоиндукции, останутся равными друг другу напр.яжения .на измерительных обмотках // и 12. Разность этих напряжений после мостовых выпрямителей 13 и 14 будет равна нулю, и на регистратор перегрузок 16 сигнал не поступит, т. е. давление p(t не будет влиять ,на измерение виброперегрузок.

Таким образом, устройство обеспечивает измерение только пере.мениой составляющей p(t) пульсирующего давления Р„ и одновременБО измеряет виброперегрузки (4:д).

При этом устранено взаимное влияние давлений и виброперегрузок (P(i) и +Д) на измерения.

С помощью данного устройства может быть выявлена причино-следственная связь между частотами и амплиту1дами пульсаций давления в пограничном слое крыла самолета и частотами и амплитудами вибраций общивки крыла и других несущих лозерхностей.

Предмет изобретения Устройство для измерения пульсирующих давлений, содержащее датчик давления с двумя мембранными чувствительными злементами и дифференциальным индуктивным преобразователем, обмотки возбуждения которого соединены последовательно и подключены к источнику питания, а измерительные обмотки включены в плечи измерительного моста, и регистратор, отличающееся тем, что, с целью

измерения одновременно деиствующик переменной составляющей пульсирующего давления и перегрузок и устранения их взаимного влияния, в датчике давления динамическая и статическая полости соединены каналом, а мембрана, расположенная в статической полости датчика, выполнена с .отверстием, при этом с обмотками возбуждения последовательно

включен резистор параллельно диагонали мостового демодулирующего выпрямителя, образующего плечо дополяительного измерительного моста, п;ричем источник литания через делитель напряжения подключен к диагонали другого мостового демодулирующего выпрямителя, образующего смежное плечо дополни тельного :Изме:рительного моста.