Магнитоупругий датчик давления

СОВЕТСКИХСОМИЙЛЩЮЕП 4 ИК СПУБ ЛИК 1114903 1,51 С 01 Ь 9(16 ПО РУ"1 УУ У 35В.Б.Во етельство СССР/16, 1968.гнитоупругие1970, с. 60,(5 )(57)НИЯ сод Ркаждьй изтого тонкоиагнитопроми цепей в О ТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ АВТОРСКОМУ/ СВИДЕТЕЛ(56) 1. Авторское свидВ 214615, кл. С 01 Ь 92, 1 инзбург В.Б. Мадатчики,Х+, "Энергия",рис. 32 (прототип). ГНИТОУПРУГИЙ ДАТЧИК ДАВЛЕащий два преобразователя,оторых состоит иэ эамкнутенного цилиндрическогоода с кольцевыми обмотказбуждения и иэмерения,о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения его чувствительности, магнитопровод первого преобразователя выполнен в виде полого цнлиндра с ребордамн, на которых по внешнему диаметру расположены бурты, а между ребордами размещены обмотки, магнитопровод второго преобразовате" ля выполнен в виде полого цилиндра с центральным сердечником, в полости которого на сердечнике размещены обмотки этого преобразователя, и расположен соосно внутри магнитопровода первого преобразователя, а торцы обоих магннтопроводов с каждой стороны жестко связаны между собой дисками, образуя кольцевую герметичную полость, соединенную с .контролируемой средой.7 С:Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления жидких и газообразных сред, в частности для контроля давления рабочей жидкости в гидросистемах испытательных стендов.Известен магнитоупругий датчик давления, содержащий в качестве чувствительного элемента полый цилиндр, заглушенный с одного торца. Цилиндр О охвачен обмотками намагничивающей и измерительной, которые закрыты снаружи внешним цилиндром и торцовой крьддкой, замыкающими магнитопровод 13, . 15Недостатком этого датчика является низкая чувствительность, поскольку главные механические напряжения в чувствительном элементе окружное б и осевое 6 имеют одинаковые знаки, 20 и, следовательно, относительное изменение магнитной проницаемости и соответственно выходной сигнал датчика являются функцией разности этих напря" жений, Кроме того, датчик не 25 имеет компенсационной части, что также увеличивает нелинейность характеристики.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результату к изобретению является магнитоупругий датчик давления, содержащий два включенных в дифференциальную схему преобразователя, каждый из которых содержит цилиндрический полый закры 35 тый с одного торца магнитопровод, в котором в наружной проточке размещены цилиндрические катушки цепей возбуждения и измерительной 123,Один из преобразователей рабочий, другой - компенсационный, Использование второго ненагружаемого датчика создает ряд затруднений с его размещением, приводит к увеличениюв два раза тока питания и уменьшает чувствительйость датчика. Статическая характеристика этогодатчика является нелинейной, поскольку главные механические напряженияЯи од имеют одинаковые знаки, и, 50следовательно, относительное изменение магнитной проницаемости вдольоси чувствительного цилиндрическогомагнитопровода равняетсяд,=-8 р(ф,-о ),55где Б - тензочувствительность материала по изменению магнитной проницаемости, и соответственно выходной,сигнал датчика является функцией разности этих напряжений,Целью изобретения является повьддение чувствительности.Поставленная цель достигается тем, что в магнитоупругом датчике давления, содержащем два преобразователя, каждый из которых состоит иэ замкнутого тонкостенного цилиндрического магнитопровода с кольцевыми обмотками цепей возбуждения и измерения, магнитопровод первого преобразователя выполнен в виде полого цилиндра с ребордами, на которых по внешнему диаметру расположены бурты, а между ребордами размещены обмотки, магнитопровод второго преобразователя выполнен в виде полого цилиндрас центральным сердечником, в полостикоторого на сердечнике размещеныобмотки этого преобразователя, и расположен еоосно внутри магнитопроводапервого преобразователя, а торцыобоих магнитопроводов с каждой стороны жестко связаны между собой дисками, образуя кольцевую герметичную полость, соединенную с контролируемой средой.На чертеже приведен один из вариантов датчика давления,Датчик содержит два магнитоупругих преобразователя. Первый преобразователь выполнен в виде полого кольца с боковыми 1 и 2, внутренней 3и внешней 4 стенками, с выступающимиторцами 5 и 6. В полости кольца уложены обмотки 7, которые экранируютсямагнитопроводом 8. Второй преобразователь выполнен в виде расположенного соосно внутри кольца закрытого сторцов 9 и 10 цилиндра 11 с сердечником 12 и обмотками 13 внутри. Торец 9 цилиндра 11 соединен с выступающим торцом 5 торцовой стенкой 14,а торец 10 цилиндра 11 - с выступающим торцом 6 торцовой стенкой 15.,Торцовые стенки 14 и 15 выполненыиз немагнитного материала. Внутренняя 3 и боковые 1 и 2 стенки кольца,цилиндр 11, торцовые стенки 14 и 15образуют замкнутую герметичную полость 16, сообщенную с измеряемойсредой (не показана).Конструктивно внутренняя 3, боковые 1 и 2 стенки кольца, выступающиеторцы 5 и 6 выполнены за одно целое.Внешняя стенка 4 кольца выполненав виде обоймы с внутренним буртом 17,1114 Составитель В,КазаковРедактор Р.Цицика Техред Ж.Кастелевич Корректор м 1 аксимишинец Заказ 6758/28 Тираж 822 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5.упирающимся снаружи в выступающийупор 6 и торцовую стенку 15.Обоймасоединена резьбовым соединением 18с выступающим торцом 5.Цилиндр 11 выполнен эа одно целоес торцом цилиндра 9, сердечником 12и имеет схемную крышку 18 с гайкой 19, навинчиваемук на конец сердечника 12.Торцовая стенка 14 скреплена с 10выступающим торцом 5 и торцом 10 цилиндра 11 и выступающим, торцом 6 сварочными швами 20 - 23,Датчик работает следующим образом.При подаче давления в полость 16 1стенка 3 первого преобразователя испытывает растягивающее 6 и сжимающие ц 2 напряжения, так как полость 16охватывает стенку 3 с торцов, и дав"ление на боковые стенки 1 и 2 сжимает стенку 3 в осевом направлении.Следовательно, в первом преобразователе главные механические напряжения 6 и 6 имеют равный знак и, значит, относительное изменение магнитной проницаемости вдоль оси цилиндрической части его чувствительного магнитопровода равноВч(1+ ф 2)в результате и выходной сигнал этого ЗОпреобразователя является функциейсуммы этих напряжений,Чувствительность преобразователяувеличивается и за счет чувствитель 9034ных боковых стенок 1 и 2, также являющихся магнитопроводом, как истенка 3,Чувствительный элемент второгопреобразователя, являющийся его магнитопроводом, стенка цилиндра 11 испытывают сжимающие напряжения 6и растягивающие напряжения 52, таккак торцовые стенки 14 и 15, распираемые измеряемым давлением растягивают в осевом направлении цилиндр 11.С другой стороны это давление на торцовые стенки 14 и 15 гасится жесткостью обоймы 4, которая намногобольше, чем жесткость чувствительныхчастей магнитопроводов датчика,Следовательно, главные механические напряжения 6 и ц 2 во второмпреобразователе также имеют разныезнаки и его выходной сигнал будеттакже функцией суммы этих напряжений. Выполнение датчика, при котором один преобразователь расположен внутри другого существенно уменьшает его габариты, а выполнение торцовых стенок 14 и 15, связывающих два преобразователя, иэ немагнитного материала уменьшает магнитную связь преобразователей. Таким образом, использование изобретения позволит существенно повысить чувствительность датчика давления.