Трансформаторный датчик давления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 01 ДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССР , У 408179, кл. С 01 1. 9/10, 1971.Авторское свидетельство СССР Ф 263229, кл. 6 01 Ь 9/10, 1966. (54) ТРЫСфОРМАТОРНЪЙ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к приборостроению и позволяет повысить точность измерения давления. Для этого устройство содержит чувствительный элемент 1, преобразователь 2 перемещений, магнитопроводы 3 и 4 обмотки5 - 8, якорь 9, генератор 1 О, выпрямители 11 и 12, компараторы 13 и 14,источник 15 опорных напряжений, делитель 16 напряжения, группы 17, 18 и19 резисторов и источник 20 тока.Введение новых элементов и образование новых связей между элементамиустройства позволяет устранить нелинейности выходной характеристики датчика путем подключения группы 18 резисторов при одновременном подключении группы 19 резисторов, соединенныхс положительной клеммой источника 20тока. 2 ил.30 Изобретение относится к приборостроению, а именно к преобразованиюмеханических величин в электрические.Целью изобретения является повыше-.ние точности измерения давления путемустранения нелинейности выходной характеристики датчика.На фиг. 1 приведена схема датчика; на фиг. 2 - графики, поясняющиеего работу. 10Устройство содержит упругий чувствительный элемент 1, трансформаторный преобразователь 2 перемещений,содержащий два магнитопровода 3:и 4,на которых расположены первичные 5 и 156 и вторичные 7 и 8 обмотки, и якорь9, генератор 10, предназначенный дляпитания трансформаторного преобразователя 2 переменным током, выпрямители 11 и 12 (дополнительный), содержащие диоды Э, и П и фильтры, компараторы 13 и 14, предназначенные длявыдачи релейного сигнала при измене-нии знака разности напряжений на еговходах, источник 15 опорных напряжений, содержащий делители 16 напряжения, предназначенные для созданияопорных напряжений на входах компараторов, три группы резисторов 17, 18и 19, включающие в себя резисторыК К К,. (группа 17); К К,(группа 18) и К , К, К", (группа 19) и ключи Кл 1 - Клб и двухполярный источник 20 тока.Группы резисторов 17 и 18 образуют делитель напряжения, подключаемыйк выпрямителю 11, группы резисторов18 и 19 - делитель, подключаемый .кисточнику. 20 тока. При настройкеустройства группа резисторов 19 подключается к положительному либо котрицательному полюсу источника 20тока в зависимости от формы выходнойхарактеристики (выгнутой или выпуклой), которую необходимо линеаризовать. Напряжения О и П на выходе делителей 15 и 16 устайавливаются при настройке датчика, Количество компараторов, делителей напряжения и резисторов в группах 17, 18и 19, подключаемых через ключи, определяется требуемой точностью линеариэации выходной характеристики датчика, Для примера на фиг. 1 приведеныдва компаратора, два делителя напряжения и по два подключаемых. черезключи резистора.Устройство работает следующимобразом. При подаче давления Р упругийчувствительный элемент 1 прогибаетсяи перемещает якорь 9, При этом выходное напряжение трансформаторногопреобразователя 2 увеличивается и поступает на выпрямители 11 и 12, гдевыпрямляется диодами Э и Э ифильтруется фильтрами типа КС.Так как перемещение чувствительного элемента функционально (нелинейно) связано с давлением, напряжениеБ на выходе выпрямителей также функционально связано с давлением 11=Г (Р) (фиг. 2),Спрямление характеристики осуществляется следующим образом.С выхода выпрямителя 12 напряжение поступает на первые входы компараторов 13 и 14. Когда напряжение навходе компаратора 13 становится равным Б а на выходе компаратора 14равным Б , то компараторы срабатывают, в цепи управления ключами Кл 1,Кл 2, Клб (при выпуклой форме характеристики бз=Е (Р) или в цепи управления ключами Кл 3 - Клб (при вогнутойформе характеристики Птй (Р) поступает сигнал и ключи замыкаются. Призамыкании ключей изменяются.соотношения сопротивлений в делителях напряжений, образуемых резисторами групп17 и 18 и групп 18 и 19, в результате чего изменяется крутизна выходнойхарактеристики датчика и происходитспрямление характеристики. Приведенная на фиг. 1 схема датчика позволяет провести спрямление как выпуклой,так и вогнутой характеристик датчика(см. фиг. 2).Для спрямления характеристику разбивают на несколько участков, например на три: а-Б, 5 -Б, и 6 -ъ. Число участков определяется необходимой точностью линеаризации.Величины сопротивлений К, и К выбираются такими, чтобы обеспечивалась крутизна характеристики на участке а -Б, равная К,. Изменение крутизны характеристики на участке 3- Ь достигается подключением с помощью ключа Кл 1 резистора К, а на участке Ь - х - с помощью ключа Кл 2 резистора К . При этом уменьшается общее сопротивление группы резисто" ров 17 и увелинивается крутизна изменения напряжения П(Р), которое снимается со средней точки делителя,Фив. 2 Составитель А. Лисицын Техред О,Гортваи Ко акто тор С. Шекмар Веселовская Заказ 114/40ВНИИПИ Госудпо делам и13035, Москва ираж 778ета СССРытийнаб, д. 4/5 одписное рственногокоми обретений и отк Ж, Раушская Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул ктна образуемого сопротивлениями группрезисторов 17 и 18. При подключении резисторов К и К одновременно с1изменением крутизны характеристики в точках о и 6 скачком увеличивается выходное напряжение П на величину йО, и ЬОз, как отмечейо на фиг 2 пунктирной линией (выпуклая характеристика).Для исключения скачков напряжения в точках ои 6 характеристики одновременно со срабатыванием ключей Кл 1 и Кл 2 срабатывают ключи Кл 5 и Клб, и через резисторы К и К от минусовой клеммы источника 20 постоянного тока на выход датчика подается отрицательное напряжение, которое уменьшает выходное напряжение. Требуемое изменение. напряжения (ьП и дП ) достигается подбором сопротивлений 1 иК и К . В результате одновременного подключения в точках 8 иЬ резисторов К и К ; К и К характеристика датчика спрямляется. Для линеаризации характеристики, приведенной на фиг. 2 (вогнутой), требуется уменьшить ее крутизну на участках 8- 5 и 1 - г, что достигается подключением на этих участках резисторов группы 18 К, и К при одновременном подключении резисторов группы 19 К и В, подсоединенных к положительной клемме источника 20 тока. 1247699 4Формула изобретенияТрансформаторный датчик давления,содержащий упругий чувствительныйэлемент,.связанный с якорем трансформаторного преобразователя, перемещенные входные и выходные обмотки .которого соединены соответственнос генератором и с первым выпрямителем, о т л и ч а ю щ и й с я тем, 1 О что, с целью повышения точности,из-.мерения давления путем устранениянелинейности выходной характеристикидатчика, в него введены три группырезисторов, ключи, источник тока, д источник опорных напряжений, компара.торы и второй выпрямитель, причем впервой и второй группах резисторовпервые резисторы подключены последовательно к выходам первого выпрямителя, другие резисторы подключеныпараллельно первым резисторам черезсоответствующие ключи, в третьейгруппе резисторы одними выводами соединены с одним из полюсов источника 2 Ь тока, а другими выводами через соответствующие ключи - с общей точкой:групп, выходные обмотки соединены свходом второго выпрямителя, выходкоторого подключен к первым входамкомпараторов, выходы источника опорных напряжений соединены с вторымивходами соответствующих компараторов,выходы которых соединены с управля- -ющими входами соответствующих ключей.