Датчик давления

Союз СоветсникСоцнапнстнчеснмвРеспубпнн ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ и 9204 12ав делан кэаеретевий н аткрьпкйОпубликовано 15.04.82. Бюллетень14 Дата опубликования опнсання 15,04,82 Ю.А. Нартов, А.М, Красовицкий, Г. П. Сидоров и Т.А. Лушина(72) Авторы нзобретения НИ с с яннынема З .уча а Изобретение относится к измерительной технике а именно к датчикам давления и может быть использовано, в частно ти, при определении заданного уровнявакуумнрования холодильных агрегатовбытовых холодильников.Известно устройство для измерениядавления, содержащее резонатор с катушками индуктивности 1.Известен датчик давления, содержащий установленный в корпусе резонатор,внутри которого размещены постоянный.магнит и катушка индуктивности 12.Недостатком известного устройстваявляется недостаточная чувствительностьв области низких .давлений, обусловленная частотной зависимостью амплитудывыходного сигнала, которая в свою очередь обусловлена зависимостью генерируемой электродвижушей силы от скороети изменения магнитного потока, т. е.частоты возбуждения,Пель изобретения - повышение чувствительности в области низких аавлен 1 вй,Поставленная цель достигается тем.,чтов датчик давления введены магнитодиод, две пары постоянных магнитов,установленных на резонаторе, выполненном в виде балансового колеса, и воок принимающий давление упругий чувствительный элемент с закрепленным на немодним концом ферромагнитным стержнем,размещенным в зазоре первой пары магнитов, поверхности которых выполнены аконусностью к центру колеса,а с двухсторон от центральной оси второй парымагнитов размещены на одной окружности катушка индуктивности и включенный 15с ней в цепь обратной связи магнитодиод.Кроме того, напротив свободного концаферромагнитного стержня закреплен постой магнит, а сам стержень разделенгнитной вставкой на два рабочихстка. фиг, 1 изображена схема предлаого устройства на фиг. 2 - разрез на фиг. 1,3 920412Устройство содержит герметизирован- личины конусности поверхностей матный корпус 1, в котором,размещено ба- нитов 7,лансовое колесо, включающее диски 2 Однако в процессе откачки линейноеиз магнитомягкого материала, жестко перемещение стержня замедляется, такзакрепленные на оси из того же матерна-как чувствительность сильфона к прила, которая может свободно вращать-: ращению давления резко падает, Дляся в подшипниках 3. На дисках располо- увеличения чувствительности стерженьжена пара постоянных магнитов 4, с двух имеет второй рабочий участок 11, взаисторон от центральной оси которых модействующий с неподвижно закреплен(фп. 2) размещены катушка индуктив О ным магнитом 13, При перемещенииности 5 и магнитоуправпяемый диод 6. сильфона происходит уменьшение зазораНа тех же дисках размещена другая пара между магнитом 13 и ферромагнитным,постоянных магнитов 7; а в воздушном участком 11 стержня, что приводит кзазоре между ними - ферромагнитный увеличению магнитного потока в этомстержень 8, имеющий возможность сколь узле и созданию усилия, пропорциональножения в подшипниках 9. Стержень 8 го квадрату потока и совпадающего ссоединен одним концом с упругим чувст- направлением перемещения сильфона, т. е.вительным к давлению элементом, на- в этом узле также образуется положительпример анероидной коробкой или сил ная обратная связь по магнитному потоку,фаном 10, и разделен на два рабочих, 2 й Таким .образом, в системе формируетучастка 8 и 11 немагнитной вставкой 12. ся положительная магнито-механическаяУчасток 11 помещен в поле постоянного связь, увеличивающая чувствительностьмагнита 13. Катушка индуктивности 5 устройства при уменьшении давления, т, е.одним выводом присоединена к коллекто- увеличивается зависимость жесткостиру транзистора 14, а другимк источ магнитной пружины от перепада давлениянику 15 питания. Магнитоуправпяемый аф следовательно, и частоты собственныхдиод 6 соединен с резистором 16 и эта колебаний балансового колеса.цепь присоединена к источнику 1 5 питания. Информацию о величине давлени При подключении устройства под нанесет выходной сигнал 08еых Мпряжение источника.15 питания, за счеттока колпектора, катушка 5 создает магКорпус 1 сЬобщается системой иэ ко- нитное поле, которое взаимодействуя сторой происходит выкачивание гаэообраэ- полем магнитов 4 создает усилие, выной среды. В процессе откачки, за счет талкивающее магниты 4 из зоны дейсъперепада давления в корпусе 1 и силь- вия катушки 5. Это приводит к поворотуфоне 10, происходит увеличение длины ЗЗ балансов колеса на некоторый угол, т е.сильфона, что приводит к перемещению перемещению магнитов 4 в сторону ассиферромагнитного стержня 8 в глубину метричного расположенного и жестко эакрепзазора между магнитами 7. Магниты 7 ленного магнитодиода 6. Диод попадает ви тело стержня образуют магнитную зону воздействия магнитов 4, увеличиваетпружину, жесткость которой зависит от 40 свое электрическое сопротивление, уменьвеличины магнитного потока в зазоре, шая падение напряжения на резисторе 16,зависящего в свою очередь от степени т. е. происходит уменьшение тока смещениязаполнения зазора ферромагнитным мате- транзистора 14 и уменьшение коллекторриалом, Следовательно, при увеличении ного тока, а, следовательно, уменьшениеглубины вакуума происходит увеличение 4 тока в катушке 5 и уменьшение ее отталдлинысильфона и большее заполнение кивающего воздействия на магниты 4.зазора ферромагнитным материалом стерж- Как только жесткость магнитной пружины,ня, что постепенно увеличивает жесткость образованной магнитами 7 и стержнем 8,магнитной пружины за счет нормальной окажется более отталкивающего воздейсоставляющей магнитного потока, и уве- Я ствия катушки 5, узел баланса будетличивает частоту собственных колебаний стремиться занять исходное положение.балансового колеса, как резонансной сио- Однако; отход магнитов 4 от магнитотемы. Тангенциальная составляющая по- диода 6 вызовет увеличение тока смещетока создает при етом дополнительное ния базы транзистора и процесс повториттяговое усилие, т. е. формируется по- и ся. Таким образом получают незатухаложительная связь по магнитному потоку, ющие колебания, частота которых. зависитвеличию которой может быть отрегули- от жесткости магнитной пружины в своюУжин,,рована изменением величины зазора и ве- очередь зависящей от глубины мкууъю.5 920412 6Применение магнитопровода в качест- балансового колеса, и воспринимающийве элемента в цепи связи генератора вза" давление упругий чувствительный элемен традиционной катушки связи позво мент с закрепленным на нем одним конляет осуществить схему, работающую на цом ферромагнитным стержнем, размеочень низких частотах, прн.этом цепь связи 5 щенным в зазоре первой пары магиине имеет частотной зависимости в поста- тов, поверхности которых выполнены сточно широком диапазоне частот. Подби- конусностью к центру колеса, а с двухрая параметры магнитных систем с маг. сторон от центральной оси второй парыинтами 7 и 13, а также конусность магнитов размещены на одной окружплоскостей магнитов 7, можно добиться 1 э ности катушка индуктивности и вклвчен-линейной зависимости частоты выходнэ- ный с ней в цепь обратной связи магниго сигнала от давления при его очень тодиод,малой абсолютной величине. .2, Датчик ко п. 1, о т л и ч и ющ н й с я тем, что напротив свободного35 конца ферромагнитного стержня закрепФ о р м у л а и э о б р е т е н и я лен постоянный магнит, а сам стерженьразделен немагнитной вставкой на два1, датчик давления, содержащий уста- рабочих участка.новленный в корпусе резонатор, внутрикоторого размещены постоянный магнит Источники информации,и катушка индуктивноетио т л и ч а ю - принятые во внаиние при экспертизещ и й с я тем, что, с целью повышения 1, Патент США Мф 2466809,чувствительности в области низких дав- " кл, 73-398 3.2,04.49,лений, в него введены магнитодиод, две 2. Авторское свидетельство СССРпары постоянных магнитов, установлен % 181848, кл. 0 0111/ОО.ных на резонаторе, выполненном в виде .30.03.65 (крототип).. Стен РедактВоловик пал ППП фПатентф; г. Ужгород, ул. Проектная, 4 31 9/40 Тираж 8 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж 35Поднисно комитета СССР открытий аушская наб., д, .4/5