Датчик давления

(57) Изобретение от тельной технике. Ц является повышение ния давления в упло Под давлением средь с жесткими центрами носится к измериелью изобретения точности измеретняемых средах.мембраны 1 и 23 и 4 деформирую 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРУ 306338, кл, С 01 В 7/24) 1971.Авторское свидетельство СССРВ 142469, кл . С 01 В 5/30, 1966. 2тся) сжимая упругие резиновые прокладки 9. При этом зазоры между обмотками 5 и 6, размещенными в центрах 3, 4, и дисками 7, 8, один иэ которых выполнен из ферромагнитного ма" териала, а другой из диамагнитного металла, уменьшаются. Ток в обмотке б увеличивается, а в обмотке 5уменьшается. Сжатие мембранами 1 и 2 кольцевого магнитопровода 10 с обмотками 11 приводит к изменению тока на выходе магнитоупругого преобразователя. Используя большой модуль уп-, ругости магнитоупругого преобразователя и малый модуль упругости индуктивного преобразователя, измеряют дав- с: давление как в неуплотняемых (бетоне),так и в уплотняемых (грунтах, асфальтовых смесях) средах. 2 ил.3 1515083 Изобретецпе относится к измерительной технике и можег сытдснользовано пре 1 муществеццо для измерения давления в цеуплотняемых и уц отцяемых грунтах, асфальтобетоцш х смесях, бетоне.Целью изобретения является повышение точности измерения давления в уплотцяемых средах. 10На фиг. 1 изображен датчик, общий вид; ца фиг 2 - условно выбранная зависимость выходных сигналов датчика от количества воздействий уплотцяющей нагрузки. 15Датчик содержит стальные ферромагнитные крышки 1 и 2 с кольцевыми проточками, образующими мембраны с жесткими центрами 3 и 4, содержащие пазы с обмотками 5 и 6, ферромагнит ный диск 7, металлический немагнитный . диск 8 и упругие резиновые прокладки 9, установленные на клею между центрами мембран 3 и 4, магнитоупругий кольцевой сердечник 10 с обмоткой 11, 25 уложенной с прорези металлических прокладок 12, приклеенных к основаниям сердечника 10 и крышек 1 и 2, упругий краевой элемент 13.Кольцевые проточки в крышках 1 и 2 30 выполнены ца такую глубину, чтобы датчик имел модуль упругости со стороны мембран с небольшим значением, которое соответствовало бы модулю упругости неуплотненных сред, цапримср асфальтобетоццых смесей и т.п. Датчик работает следующим образом.Под давлением среды мембраны сцептрамп 3 и 4 деформируются, сжимая 40упругие резиновые прокладки 9. Приэтом зазоры между основаниями центров 3 и 4 и дисками 7 и 8 уменьшаются. Так как диск 7 выполнен цз ферромагнитного материала, а в обмотку 5 45поступает ток низкой частоты, товследствие уменьшения магнитного сопротивления зазора индуктивное сопротивление обмотки 5 увеличивается,а ток уменьшается. И так как диск 850выполнен из цемагнитцого металла, ав обмотку 6 поступает ток высокойчастоты, то вследствие увеличениямагнитного потока вихревых токов, наводимых в диске 8, индуктивное сопротивление обмотки б уменьшается, аток увелич 1 пастся. Разность токов вобмотках 5 ц 6 увеличивается пропорционально измеряемому давлению,Сжатие крышками 1 и 2 сердечника1 О, изготовленного цз магццтоуцругого материала, приводит вследствиемагцитоупругого эффекта к 1 змецениюиндуктивного сопротивления обмотки11, что и фиксируется мостовой измерительной схемой.Мембраны с центрами 3 и 4 вследствие их высокой деформативности обес-;печивают датчику малый модуль упругости, а магнитоупругий сердечник 10 1вследствие его низкой деформативности - большой модуль упругости.При измерении давления в средах спостоянным и малым по величине модулемупругости, например в грунтах, мембраны с центрами 3 и 4 воспринимаютдавление с незначительными искажениями, а сердечник 10 - с большими искажениями вследствие увеличения концентрации напряжений на тех частях крышек1 и 2 датчика, которые с ним соприкасаются.При измерении давления в средах спостоянным и большим по величине модулем упругости, например в бетоне,сердечник 10 воспринимает давлениес незначительными искажениями, а мембраны с центрами 3 и 4 - с искажениями, которые обусловлены декоццентрацией напряжений на чувствительных поверхностях мембран,При измерении давлений в уплотняемых средах, когда модуль упругостисреды изменяется в широких пределах,в начале процесса уплотнения истинными являются результаты, полученныеиндуктивным чувствительным элементом (мембраны с центрами 3 ц 4), ав конце процесса - результаты, измеренные магнитоупругим чувствительнымэлементом (сердечник 10).На фиг. 2 кривая "а" соответствуетвыходным сигналам магнитоупругогочувствительного элемента, кривая "б"выходным сигналам индуктивного чувствительного элемента, кривая "в"откорректированным выходным сигналаммагцитоупругого чувствительного элемента,п - количество воздействий пос гтояцной по величине уплотняющей нагрузки, например воздействия штампа,проходы катка. В начале процесса уплотнения прц первом воздействии нагрузки истинному значению давлениясоответствует показапсе индуктивногочувствительного элемента - точка б .Магцитоупругий чувствительный элементв, = б,;во= а Ои 35 показывает вследствие роста концентрации давлений на его чувствительной поверхности завышенное значениедавления - точка а,. В конце процессауплотнения после и-разового воздействия нагрузки истинному значению давления соответствует показание магнитоупругого чувствительного элементаточка а. Таким образом, для определения истинного значения давления прикаждом воздействии нагрузки необходимо (полагая при этом, что плотностьсреды и, следовательно, концентрацияее давления на чувствительных поверхностях датчика изменяются пропорционально воздействиям нагрузки) уменьшить показания магнитоупругого чувст 1 а вительного элемента начиная сраз 20 1 б 1для 1-го воздействия и до единицы дляи-го воздействия, после которого показания становятся постоянными вследствие установившегося значения модуля 25упругости среды, Значения точек кривой "в" для каждого приложения нагрузки определяются по полученным значениям кривых "а" и "б", подставляемымв выражение 30 вх а яю 1( - 1)-(и - 1)64 б (п - 1) Предлагаемый датчик позволяет измерять давление не только в средах с постоянным модулем упругости малого и большого значений, но и (в отличие от известных датчиков) более точно определять давление среды при ее уп -лотнении. Это расширяет область егоприменения и повышает качество экспериментальных исследований в строительстве. Формула изобретения Датчик давления, содержащий магнитопровод в виде плоского кольца с обмотками, размещенный торцамп между двумя мембранами, соединенными по периферии упругим краевым элементом, отл ич ающи йс я тем, что, с целью повышения точности измерения давления в уплотняемьгх средах, он снабжен дополнительными обмотками, а мембраны выполнены с жесткими центрами внутрь, диаметр которых не превышает внутреннего диаметра кольца, причем в центрах соосно выполнены кольцевые пазы, в которые уложены дополнительные обмотки, а между центрами установлены резиновые прокладки, между которыми размещены, два диска, один - из ферромагнитного материала, а другой - из диамагнитного металла.