Сигнализатор давления Советский патент 1981 года по МПК G01L19/08 G01L9/10 

(54) СИГНАЛИЗАТОР ДАВЛЕНИЯ

1

Изобретение относится к приборостроению и используется для измерения низких давлений.

Известно устройство, содержащее чувствительный элемент с размещенными на нем тензорезисторами 1.

Недостатком данного устройства является низкая чувствительность.

Известен сигнализатор давления, содержащий корпус, в котором установлен чувствительный элемент с жестким цeнтpoм соединенным с одним из полюсов постоянного подвижного магнита, концентраторы магнитного потока с магниточувствительными элементами, соединенными с измерительной схемой, установленные вдоль оси перемещения чувствительного элемента 2.

Недостатком известного устройства является низкая чувствительность при измерении низкого давления из-за влияния жесткости, чувствительного элемента.

Цель изобретения - повышение чувствительности сигнализатора.

Поставленная цель достигается тем, что в него введен дополнительный постоянный магнит, обращенный к полюсу подвижного

магнита полюсом противоположного наименования.

С целью повышения надежности, измерительная схема выполнена в виде двух транзисторов, в базовые цепи которых включены магниточувствительные элементы, а в коллекторные - обмотки, расположенные на двух идентичных замкнутых сердечниках с общей обмоткой, соединенной с базовыми цепями транзисторов.

На фиг. 1 изображен сигнализатор давления с измерительной схемой; на фиг. 2иЗвольтамперные характеристики магнитодиодов.

Сигнализатор состоиг из герметизированного корпуса 1 с заглушкой со штуцером 2. Внутри корпуса на стойке с отверстиями 3 закреплен чувствительный элемент 4 с жестким центром (сильфон), соединенный штангой 5 с постоянным магнитом 6. Один из полюсов этого магнита взаимодействует с противоположным полюсом дополнительного неподвижного магнита 7. На внешней. поверхности герметизированного корпуса 1 вблизи подвижного постоянного магнита 6 расположены стальные концентраторы 8 и 9 магнитного потока, в разрезах которых размещаются магнитоуправляемые диоды 10 и 11. Эта Часть конструкции закрыта экраном 12. Магнитоуправляемые диоды электрически соединены между собой и с источником, 13 постоянного напряжения. Эти диоды вместе с резисторами 14 и 15 образуют цепи смещения транзисторов 16 и 17, Коллекторные цепи которых нагружены обмотками 18 и 19, расположенными на полностью замкнутых сердечниках 20 и 21. Параллельно обмоткам включены конденсаторы 22 и 23. При наличии переменных токов в цепях обмоток, образованные ими магнитные потоки проходя встречно по совмещенным стержням сердечников, взаимодействуют как разность с общей обмоткой 24. Концы этой обмотки через переходные емкости подключены к базам транзисторов 16 и 17. Параметры обмоток 18 и 19, сердечников 20 и 21, а также емкости конденсаторов 22 и 23 выбираются одинаковыми. Если возникает технологический.разброс параметров индивидуальных обмоток, то начальная балансировка схемы по току в обмотках производится с аомощью резистора 25, соединенного с источником 13 питания. Сигнализатор работает следующим образом. В начальный момент перед откачкой давление внутри корпуса и сильфона одинаковое, поэтому постоянный магнит 6 занимает исходное состояние. Вследствие этого его пространственное положение таково, что магнитодиод 10 находится под воздействие.ч более сильного магнитного поля, чем магнитодиод 11. Этому состоянию соответствуют характеристики (фиг. 2 и 3). По мере уменьщения давления происходит увеличение размера сильфона за счет имеющегося в нем начального давления, что вызывает перемещение подвижного магнита 6 в сторону неподвижного магнита 7. По мере приближения магнита 6 к магниту 7, к усилию, развиваемому за счет перепада давлений в сильфоне и корпусе, прибавляется усилие, формируемое взаимным притяжением магнитов 6 и 7, и пропорциональное квадрату магнитного потока, что увеличивает чувствительность датчика и изменению перепада давления. Начальный период (гкачки характеризуется тем, что в концентраторе 8 магнитный поток больще, чем в концентраторе 9. Это значит, что магнитодиод 10 находится под воздействием более интенсивного магнитного поля, чем магнитодиод 11. На фиг. 2 и 3 показаны вольтамперные характеристики магнитодиодов и нанесены нагрузочные прямые, обусловленные наличием резисторов 14 и 15. Как следует из этих графиков, в этот период напряжение на базе транзистора 16 меньще, чем на базе транзистора 17. Поэтому токи коллекторов этих транзисторов не равны между собой, что создает в сердечнике 20 меньщий магнитный поток, чем в сердечнике 21. Это приводит к неравенству магнитных сопротивлений сердечников и появлению индуктивной связи между общей обмоткой 24 и индивидуальными обмотками 18 и 19. Концы обмотки 24 включены таким образом, что в схеме образуется отрицательная обратная связь по напряжению. По мере уменьщения давления и смещении подвижного магнита рабочие точки на семействах характеристик (фиг. 2 и 3) смещаются в направлении стрелок и в некотором положении подвижного магнита (фиг. 1) схема оказывается сбалансированной полностью. Состояние баланса при одинаковых параметрах транзисторов 16 и 17, обмоток 18и 19 и сердечников 20 и 21 наступает при равенстве токов в цепях магнитодиодов 10 и 11, имеющих величину Up. В электрическом отнощении это состояние характеризуется исчезновением в схеме отрицательной обратной связи и связи между индивидуальными обмотками 18 и 19 и общей обмоткой 24, так как потоки Ф и Ф (фиг. 1) оказываются равными и взаимно скомпенсированными. При продвижении постоянного магнита 6 ситуация в схеме изменяется, так как сердечник 20 подмаг.ничен больщим магнитным потоком, чем сердечник 21, а следовательно, в схеме возникнет положительная обратная связь, приводящая к ее самовозбуждению и появлению на выходе сигнала Овых, который используется для индикации. Изобретение позволяет повысить чувствительность сигнализаторов давления. Формула изобретения 1. Сигнализатор давления, содержащий корпус, в котором установлен чувствительный элемент с жестким центром, соединенным с одним из полюсов постоянного подвижного магнита, концентраторы магнитного потока с магниточувствительными элементами, соединенными с измерительной схемой, установленные вдоль оси перемещения чувствительного элемента, отличающийся тем,, что, с целью повыщения чувствительности сигнализатора, в него введен дополнительный постоянный магнит, обращенный к полюсу подвижного магнита полюсом противоположного наименования. 2. Сигнализатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности, измерительная схема выполнена в виде двух транзисторов, в базовые цепи которых включены магниточувствительные элементы, а в коллекторные - обмотки, расположенные на двух идентичных замкнутых сердечниках

с общей обмоткой, соединенной с базовыми цепями транзисторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе х/К/Г 1 //Ш

/2

С/&/Х

«

Фи9.1 У/////Г///7/7//7/

lC/7.

Физ.

Фи$.д