ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ Советский патент 1973 года по МПК G01L9/10 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к датчикам давления с трансформаторньши преобразователями перемещения. Известные датчики давления, содержащие мембрану со штоком, на котором закреплен цилиндрический якорь трансформаторного преобразователя перемещения, не обеспечивают Получение логариф1мической выходной характеристики датчика при из,менении давления. В предл агаемом датчике с целью получения логарифмической 1выходной характеристики ось якоря .преобразователя р;азмещена параллельно торцовым 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 щток 3, к второму концу которого прикреплен кронщтейн 4 с ЯКорем 5. Соединение щтока 3 с мембраной / и кронштейном 4 и кронштейна с якорем осуществляют сваркой. На плате б установлены Верхний сердечник 7, имеющий скос торцовой поверхности под углом 45°, и нижний сердечник 8, прикрепляемые к плате винтами 9. Сердечвики 7 и 8 расположены так, чтобы ось якоря 5 была параллельна торцовой .плоскости нижнего сердечника 8 и скощенной плоскости верхнего сердечника 7. На сердечниках установлены каркасы 10 с обмотками II и 12. Приемный узел датчика закрывают кожухом 13 с вмонтнрован.ной в нем штепсельной вилкой 14. Выводы от обмоток 11 и 12 подпаивают к контактам 15, а от них - к контактам штепсельной вилки 14. Датчик ра.ботает следующим образом. При наличии питания в первичных обмотках датчика выходное напряжение зависит от положения якор.я 5. С увеличением давления якорь перемещается в верхнее положение, при этом магнитное сопротивление между верхним сердечником и якорем уменьшается. Известно, что вых К f/пит W, W,(R,, - R,), где м - магнитное сопротивление между сердечником 8 и якорем 5; RM - магнитное сопротивление между верхним сердечником 7 и якорем 5. Ма.гнитное сопротивление между плоскиМ полюсом магнитной системы- и якорем ци3линдрической формы определяется зависи стью I -I- /;а; , -йЛац we Г р адиус якоря; / -раостояние от оси якоря до л кости сердечника. Если обозначить - а, то 1 J , w-o,,. 1 дгсЬ а 2/гао 2rtuo D &гпЬл //т - А. AMI /TL.i iiWl) I С, I 2jfxo V / 1 . , / l, При малом значении аргумента Oi и б шом значении аргумента az АгсЬа.К2(), 1 Archa,-ln(2fl,)--i-. (2aa) С учетом этого о 1 Г. ,„ ч 1 1 2/г,и,о ( ,-, ° п п J, Подста1вив значения 7, и . в форм ( J, получим ... . у 2«т1о Р J -, X (ai - 1) -); - In (202) L (Звг) J Так Как от датчика требуется получе 4 характеристики вида , то в формуле (8) необходимо выполнение условий и; - const и ((71ГГ) (9) Да / Эти условия конструктивно выполняют тем, нижний серддечник 8 не имеет скоса, воздушный зазор между Якорем минимален и остается постоянным прИ перемещении якоря, т. е. /i €onst. Верхний сердечник 7 имеет скос под углом 45°, величина верхнего воздушного зазора -гораздо больше (в 5-10 раз) величины нижнего воздушного зазора и изменяется При изменении давления. Тогда д и А-Ып,(2а,), ,де д АГ-Unm.-Wi-W Y(ai - 1) MQ-J 2дао const (11) 2/zixQ , Таким образом, выходной датчика изменяется по логарифмическому закону при линейном изменении давлен ия. Предмет изобретения Датчик давления, содержащий мембрану СО штоком, на -котором закреплен цилиндрический якорь трансформаторного лреобразователя перемещения, отлмчаюи ийся тем, что, целью получения лю гарифмической еыходной характеристики датчика, в нем ось якоря преобразователя размещена параллельно торцОВым поверхностям сердечников, одна из которых параллельна направлению перемещеjjifjg якорЯ, а вторая наклонена под углом 45° к первой.