Датчик давления Советский патент 1976 года по МПК G01L7/22 G01L9/08 

(54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ

газу через заполняющую датчик жидкость 3. Изменение объема газа при-водит по закону Архимеда к изменению выталкивающей Силы, действующей на поплавок 11, что вызывает его перемещение вдоль внутреннего цилиндра 4. Магнитные лотоки, Создаваемые катушками Я наводят В электропроводящем поплавке // вихревые ток-и, при взаимодействии с которыми вознвкают продольные и радиальные электромагнитные силы. Радиальные электромагнитные силы обеспечивают центрирование поплавка // относительно цилиндра 4, в результате полностью устраняется трение. Продольные электромагнитные силы направлены встречно и стремятся тереместить поплавок 11 в такое положение, в .котором их результирующая равна разности .веса поплавка и вытал,ки1вающей силы. При перемещении поплавка 11 происходит изменение индуктивных сопротивлений катушек возбуждения 9. Причем -при удалении поплавка 11 от катушки ее индуктивное сопротивление возрастает, а при приближении - уменьшается. При этом происходит перераспределение напряжения питания t/i между катушками возбуждения, следовательно, изменяются и создаваемые И1МИ потоки. Это, в свою очередь, .приводит iK изменению выходного напряжения U которое определяется э. д. с., наводимыми потоками возбуждения в сигнальных 1катушках 10.

Если при отсутствии измеряемого давлеиия вес поплавка // целиком уравновешивается выталкивающей силой Р, т. е. , то в положении равновесия результирующая продольная электромагнитная сила F paiBHa нулю. Выходное напряжение f/2 при этом также paiBHo нулю, что достигается соответствующим подбором соотношения чисел витков встречнонвключенных секций сигнальной катуш1ки 10. При воз1действИ(И измеряемого давления объем газа в полости 12 поплавка // уменьшается. В связи с этим уменьшается и величина вытал1кивающей силы. Равновесие нарушается и поплавок // перемещается вниз, но одновременно появляется и начинает возрастать результирующая продольная электромагнитная сила, направленная вверх. Движение поплавка // продолжается до тех пор, пока уменьшение выталкивающей силы не скоМ(Пенсируется соответствующим увеличенизм результирующей продольной электромагнитной силы Af. В новом установившемся положении вес G поплавка // уравновешивается выталки1вающей силой Р и электромагнитной силой .

+ AF или ,

т. е. электромагнитная аила уравновешивает лишь часть веса поплавка, обусловленную

уменьщением выталкивающей силы, что очень важно с метрологической точки зрения. При перемещении поплавка 11 происходит перераспределение потоков возбуждения, пронизывающих сигнальпые катушки 10, и на выходе появляется напряжение /2, являющееся функцией измеряемого давления.

Таким образом, использование центрирования поплавка посредством действующих

на ;нбго радиальных электромагнитных сил полностью устраняет механическое трение между поплавком и малым цилиндром. В связи с этим предложенный датчик давления имеет более низкий порог чувствительности,

что значительно расширяет диапазон измеряемых давлений и, следовательно, увеличивает сферуприменения датчика, тем самым устраняя необходимость разработки ряда датчиков, имеющих области измеряемых давлений.

близкие .к области измеряемых давлений описываемого датчика. Передача измеряемого давления газу, заключенному .в замкнутом наджидкостном пространстве .поплавка, непосредственно через рабочую жидкость упрощает конструкцию датчика и повышает ее надежность. Этому же способствует отсутствие проти1вадействующей .пружины, функции которой выполняют продольные электромагнитные силы, действующие на поплавок. Вьгаолнение элементами датчика ряда совмещенных функций (например, поплавок одновременно является подвижным элементом индуктивного преобразователя, а корпус датчик-сосудом для рабочей жидкости и магнитоправодом

индуктивного преобразователя) также упрощает конструкцию датчика и значительно уменьшает его габариты. Это снижает расходы на его изготовление.

Формула изобретения

Датчик давления, содержащий корпус в виде двух заполненных рабочей жидкостью цилиндров, расположенных концентрично и

сообщающихся между собой в нижней части, поплавок, размещенный в жидкости, ,и индуктивный преобразователь его перемещения, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения и уменьшения габаритов датчика, поплавок выполнен в форме коло(кола с замкнутым наджидкостным пространством, заполиенным газом, и целиком погружен в жидкость с возможностью перемешения по наружной поверхности внутреннего дилиидра, причем корпус и поплавок образуют магнитопровод .индуктивного преобразователя, катуш1Ки которого расположены между цилиндрами свмметрично относительно торцов цилиндров и соосно одна другой,

при этом линия отбора давления измеряе.мой среды подведена в полость в.нутреннего цилиндра.

f.J I