JPH03189530A - Pressure detector - Google Patents

Pressure detector

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JPH03189530A
JPH03189530A JP33030589A JP33030589A JPH03189530A JP H03189530 A JPH03189530 A JP H03189530A JP 33030589 A JP33030589 A JP 33030589A JP 33030589 A JP33030589 A JP 33030589A JP H03189530 A JPH03189530 A JP H03189530A
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JP
Japan
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pressure
magnetic field
coil
diaphragm
moving coil
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Application number
JP33030589A
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Japanese (ja)
Inventor
Nagakatsu Ito
伊藤 永勝
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CKD Corp
Original Assignee
CKD Corp
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Abstract

PURPOSE:To accurate detect pressure by using a coil for magnetic field as a static magnetic field production source and providing a control circuit which outputs a signal corresponding to the value of a current applied to a moving coil. CONSTITUTION:When a pressure detector is fitted to a point at which pressure is to be detected, pressure fluid is admitted to a chamber 5 through an entrance 5a to apply pressure to a diaphragm 2, an operation body 7 is moved, and a control circuit 17 detects the movement from its reference position with a detection signal and controls the value of the current fed to the moving coil 12 so that an actuator 8 generates force resistance to the pressure that the diaphragm 2 receives. Further, the coil 10 for the magnetic field is used as the production source for a static magnetic field, so when a constant current is fed to the coil 10, the pressure in the chamber 5 can accurately be found according to the value of the current fed to the coil 12 without variation of magnetic flux due to temperature variation nor temperature compensation even if the environmental temperature of the installation place of the pressure detector varies.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は流体の圧力を検出する圧力検出器に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a pressure detector that detects the pressure of a fluid.

[従来の技術] 一般に流体が使用される場合、流体供給源から供給され
る高圧の圧力流体がそのまま使用されずに最終使用部に
おける使用圧力に減圧された状態で使用される。例えば
、ガス燃焼システムではガス供給源と最終使用部である
バーナとの間に、1次圧力が変化しても一定の2次圧力
を得るように、両者の圧力バランスに基づいて機械的に
作動するガバナが配設されている。又、管路には圧力検
出器が備えられ、圧力異常等を検出するようになってい
る。そして、圧力検出器としては半導体圧力センサを使
用したものや、ダイアフラムを使用するとともにダイア
フラムの移動量を検出して圧力を検出する装置等がある
[Prior Art] Generally, when fluid is used, high-pressure fluid supplied from a fluid supply source is not used as is, but is used after being reduced to the working pressure at the final use part. For example, in a gas combustion system, a mechanical system operates based on the pressure balance between the gas supply source and the burner, which is the final use part, so that a constant secondary pressure is maintained even if the primary pressure changes. A governor is installed to Further, the pipe line is equipped with a pressure detector to detect pressure abnormalities and the like. The pressure detector includes one using a semiconductor pressure sensor, and a device that uses a diaphragm and detects pressure by detecting the amount of movement of the diaphragm.

ところが、従来の半導体圧力センサは温度により特性の
変化が大きく、又、正方向に変化するものと負方向に変
化するものとがあり、温度補正が困難であった。一方、
ダイアフラムを使用した圧力検出器では圧力変化に伴う
ダイアフラムの移動量に基づいて圧力を検出するので、
圧力変化が大きい場合にはその移動を許容するため圧力
検出器が大型となり設置スペースを広(必要とするとい
う問題がある。
However, the characteristics of conventional semiconductor pressure sensors vary greatly depending on temperature, and some change in the positive direction while others change in the negative direction, making temperature correction difficult. on the other hand,
Pressure detectors that use a diaphragm detect pressure based on the amount of movement of the diaphragm as pressure changes.
When there is a large pressure change, the pressure detector becomes large in size to allow for its movement, which poses a problem in that it requires a large installation space.

本願出願人は前記の問題を解消するため、第7図に示す
ようにハウジング31内にダイアフラム32を設けると
ともに、室33内に導入された流体圧力からの受圧力に
比例して前記ダイアフラム32と一体的に移動する作動
体34を設け、前記作動体34にダイアフラム32の受
圧力に抗した力を作用させるムービングコイル式のアク
チュエータ35をハウジング31の上方に設け、ムービ
ングコイル3Gに加える電流値に対応した信号を出力す
る制御回路37を設けた圧力検出器を先に提案した。こ
の圧力検出器は室33に導入された流体の圧力に対応す
る力をダイアフラム32が受けて作動体34がダイアフ
ラム32と一体的に移動するのを阻止して作動体34を
所定位置に保持するようにムービングコイル36に加え
る電流値を調整し、その電流値に基づいて圧力が検出さ
れる。
In order to solve the above problem, the applicant of the present application provided a diaphragm 32 in the housing 31 as shown in FIG. An actuating body 34 that moves integrally is provided, and a moving coil type actuator 35 is provided above the housing 31 to apply a force to the actuating body 34 that resists the pressure received by the diaphragm 32, and the current value applied to the moving coil 3G is adjusted. A pressure detector was previously proposed which was provided with a control circuit 37 that outputs a corresponding signal. This pressure detector prevents the actuating body 34 from moving together with the diaphragm 32 when the diaphragm 32 receives a force corresponding to the pressure of the fluid introduced into the chamber 33, thereby holding the actuating body 34 in a predetermined position. The current value applied to the moving coil 36 is adjusted so that the pressure is detected based on the current value.

[発明が解決しようとする課題] 前記圧力検出器では検出圧力の測定範囲が広くなっても
作動体34はほとんど移動せず、ムービングコイル36
に加えらる電流値を変更することで対処でき、小型化が
可能である。ところが、この圧力検出器ではムービング
コイル36に作用させる静磁界発生源として永久磁石M
を使用している。一般に永久磁石は温度変化に対応して
磁束が変化し、比較的安価なバリウムフェライトを材質
とした永久磁石の場合には残留磁気(B7)の温度変化
率(%10C)は−0,19で、温度変化率の小さな希
土類磁石でもその値は−0,043である。そして、圧
力検出器の使用時における永久磁石の周囲温度は、夏、
冬、地域による環境温度の変化及びムービングコイルへ
の通電時の発熱による温度上昇等を考慮すると、50〜
80℃の温度変化があり、永久磁石の磁束もバリウムフ
ェライト磁石の場合に約10〜15%、希土類磁石でも
約2〜3%変化する。従って、ムービングコイルへの通
電電流の値が同じであっても作動体34に作用する力の
大きさの変動量は無視できない大きさとなり、正確な圧
力検出を行うためには温度補正が必要となる。従来、サ
ーミスタ等で温度を検出するとともに基準温度からのず
れを回路構成で補償するようにしていたが、永久磁石全
体の温度変化を正確に測定することが難しく温度変化に
基づくずれを完全に吸収することはできなかった。
[Problems to be Solved by the Invention] In the pressure detector, even if the measurement range of detected pressure becomes wider, the actuating body 34 hardly moves, and the moving coil 36
This can be dealt with by changing the current value applied to the circuit, and miniaturization is possible. However, in this pressure detector, a permanent magnet M is used as a source of static magnetic field acting on the moving coil 36.
are using. Generally, the magnetic flux of permanent magnets changes in response to temperature changes, and in the case of permanent magnets made of relatively inexpensive barium ferrite, the temperature change rate (%10C) of residual magnetism (B7) is -0.19. , the value is -0,043 even for a rare earth magnet with a small rate of temperature change. The ambient temperature of the permanent magnet when using the pressure detector is
In winter, considering changes in environmental temperature depending on the region and temperature rise due to heat generation when energizing the moving coil, 50~
There is a temperature change of 80°C, and the magnetic flux of the permanent magnet also changes by about 10 to 15% for barium ferrite magnets and about 2 to 3% for rare earth magnets. Therefore, even if the value of the current applied to the moving coil is the same, the amount of variation in the magnitude of the force acting on the actuating body 34 is large enough that it cannot be ignored, and temperature correction is required to perform accurate pressure detection. Become. Conventionally, temperature was detected using a thermistor, etc., and the deviation from the reference temperature was compensated for using a circuit configuration, but it was difficult to accurately measure the temperature change of the entire permanent magnet, and it was difficult to completely absorb the deviation due to temperature change. I couldn't.

又、温度補償用の回路構成の分、構造が複雑になるとい
う問題もある。
Another problem is that the structure becomes complicated due to the circuit configuration for temperature compensation.

永久磁石の温度変化に伴う磁束変化を補償する方法とし
て、第8図に示すようにアクチュエータ35を構成する
永久磁石Mの内側に、温度上昇に比例して透磁率が低下
するいわゆる整磁合金製のバイパス部材38を設けるこ
とが考えられる。このようにバイパス部材38を設けた
場合には、温度上昇に伴いバイパス部材38を通過する
磁束の量が減少するため、温度上昇に伴い永久磁石Mの
磁束か減少してもムービングコイル36と鎖交する磁束
の量がさほど減少せず、永久磁石の温度変化に伴う磁束
変化を補償することができる。しかし、温度変化に伴う
永久磁石の磁束変化と、整磁合金の透磁率変化の割合は
同一ではないため、完全な温度補償を行うことは難しい
As a method of compensating for changes in magnetic flux due to changes in temperature of the permanent magnet, as shown in FIG. It is conceivable to provide a bypass member 38 of. When the bypass member 38 is provided in this way, the amount of magnetic flux passing through the bypass member 38 decreases as the temperature rises, so even if the magnetic flux of the permanent magnet M decreases as the temperature rises, the moving coil 36 and The amount of intersecting magnetic flux does not decrease significantly, and it is possible to compensate for changes in magnetic flux caused by changes in the temperature of the permanent magnet. However, it is difficult to perform complete temperature compensation because the rate of change in magnetic flux of the permanent magnet and change in magnetic permeability of the magnetic shunt alloy due to temperature change is not the same.

本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、
その目的は測定範囲の各種レンジに対応できるとともに
小型化が可能でしかも使用環境の温度変化の影響を受は
難い圧力検出器を提供することにある。又、第2の目的
は前記の作用効果を発揮するとともに低電流領域すなわ
ち検出圧力値が小さな状態での微調整が可能な圧力検出
器を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and includes:
The purpose is to provide a pressure detector that can be used in various measurement ranges, can be made smaller, and is less susceptible to temperature changes in the environment in which it is used. A second object is to provide a pressure detector that exhibits the above-mentioned effects and that allows fine adjustment in a low current region, that is, in a state where the detected pressure value is small.

[課題を解決するための手段] 前記の目的を達成するため本発明においては、ハウジン
グ内に設けられたダイアフラムに対して作動体を一体的
に移動可能に設け、前記ダイアフラムの受圧力に抗した
力を発生して前記作動体に作用させるアクチュエータの
駆動部にムービングコイルを使用するとともに静磁界発
生源として磁界用コイルを使用し、ムービングコイルに
加える電流値に対応した信号を出力する制御回路を設け
た。又、第2の目的を達成するため、前記磁界用コイル
とムービングコイルとを直列に接続した。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides an actuator that is movable integrally with respect to a diaphragm provided in a housing, and that resists the pressure received by the diaphragm. A control circuit is provided that uses a moving coil in the driving part of the actuator that generates force and acts on the actuating body, uses a magnetic field coil as a static magnetic field generation source, and outputs a signal corresponding to the current value applied to the moving coil. Established. Moreover, in order to achieve the second object, the magnetic field coil and the moving coil were connected in series.

[作用コ 本発明においては流体圧力がダイアフラムに作用し、ダ
イアフラムの受圧力に比例してダイアフラムと一体的に
作動体が移動しようとするが、アクチュエータを構成す
るムービングコイルに対して前記ダイアフラムの受圧力
に抗して作動体を一定位置に保持する電流が通電され、
作動体が一定位置に保持される。そして、前記電流値に
基づいて流体圧力が検出される。ムービングコイルへの
通電により作動体に作用する力は静磁界の大きさと通電
電流値の大きさとにより決まる。静磁界の発生源として
磁界用コイルが使用されているため、静磁界の大きさは
温度変化の影響を受けず、ムービングコイルへの通電電
流値に基づいて正確に圧力検出が行われる。
[Operation] In the present invention, fluid pressure acts on the diaphragm, and the actuating body attempts to move integrally with the diaphragm in proportion to the pressure received by the diaphragm. A current is applied to hold the actuating body in a fixed position against pressure;
The actuating body is held in a fixed position. Then, fluid pressure is detected based on the current value. The force exerted on the actuating body by energizing the moving coil is determined by the magnitude of the static magnetic field and the magnitude of the energizing current value. Since the magnetic field coil is used as the source of the static magnetic field, the magnitude of the static magnetic field is not affected by temperature changes, and pressure is accurately detected based on the value of the current flowing to the moving coil.

又、磁界用コイルとムービングコイルとを直列接続した
場合には、アクチュエータの力が励磁電流値の二乗に比
例して変化するため、低電流領域すなわち検出圧力値が
小さな状態での微調整が容易となる。
In addition, when the magnetic field coil and the moving coil are connected in series, the actuator force changes in proportion to the square of the excitation current value, making it easy to make fine adjustments in the low current region, that is, when the detected pressure value is small. becomes.

[実施例1] 以下、本発明を具体化した一実施例を第1〜3図に従っ
て説明する。
[Example 1] An example embodying the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3.

圧力検出器は第1図に示すように、上方が開放されたハ
ウジング1の上部にダイアフラム2を挟んでケーシング
3が固定されている。ハウジングlは薄い区画板4によ
り上下2個の室5,6に区画され、上側の室5には流体
が導入される入口5aが開口されている。ダイアフラム
2の中心部にはダイアフラム2の受圧力すなわち室5内
の圧力に比例してダイアフラム2と一体的に直線移動可
能に作動体7が固定されている。ケーシング3の上部に
は前記ダイアフラム2の受圧力に抗した力を発生して前
記作動体7に作用させるアクチュエータ8か装備されて
いる。
As shown in FIG. 1, the pressure detector has a casing 3 fixed to the upper part of a housing 1 with a diaphragm 2 in between, which is open at the top. The housing 1 is divided into two upper and lower chambers 5 and 6 by a thin partition plate 4, and the upper chamber 5 has an inlet 5a through which fluid is introduced. An actuating body 7 is fixed to the center of the diaphragm 2 so as to be linearly movable integrally with the diaphragm 2 in proportion to the pressure received by the diaphragm 2, that is, the pressure inside the chamber 5. An actuator 8 is installed in the upper part of the casing 3 to generate a force against the pressure received by the diaphragm 2 and to act on the actuating body 7.

アクチュエータ8はムービングコイル式の構成をなし、
ケーシング3内上部に中心部に軸部9aを有する継鉄9
が固定され、該軸部9aの外側に磁界用コイル10が配
設されている。磁界用コイルIOの中心には円筒状のコ
イル巻回部11aにムービングコイル12が巻装された
プランジャ11か継鉄9の軸部9aに沿って移動可能に
配置されるとともに、その基端が前記作動体7の先端に
当接する状態で配設されている。なお、磁界用コイルI
O及びムービングコイル12はそれぞれ独立に通電可能
に接続されている。ダイアフラム2の受圧皿2aの下面
とハウジングlの下部との間には、ムービングコ・イル
12に通電されていない状態において、作動体7及びプ
ランジャ11等の重量に抗してダイアフラム2をハウジ
ング1とケーシング3との境界の基準位置に保持する作
用をなすばね13が介装されている。
The actuator 8 has a moving coil type configuration,
A yoke 9 having a shaft portion 9a at the center inside the casing 3
is fixed, and a magnetic field coil 10 is disposed outside the shaft portion 9a. At the center of the magnetic field coil IO, a plunger 11 having a moving coil 12 wound around a cylindrical coil winding part 11a is disposed so as to be movable along the shaft part 9a of the yoke 9, and its base end is It is disposed so as to be in contact with the tip of the actuating body 7. In addition, the magnetic field coil I
O and the moving coil 12 are each independently connected to each other so that they can be energized. Between the lower surface of the pressure receiving plate 2a of the diaphragm 2 and the lower part of the housing l, there is a space between the diaphragm 2 and the housing l against the weight of the actuating body 7, the plunger 11, etc. when the moving coil 12 is not energized. A spring 13 is interposed to maintain the boundary between the casing 3 and the casing 3 at a reference position.

作動体7の下端には作動体7の位置検出用の永久磁石1
4が埋設固定されている。一方、下側の室6に収容され
た基板15上には区画板4を挟んで永久磁石14と対向
する位置に磁気センサ16が配設されている。又、基板
15上には制御回路17が配設されている。制御回路1
7は磁気センサ16の検出信号に基づいて前記プランジ
ャ11の位置を検知するとともに、プランジャ11を一
定位置に保持するようにムービングコイル12への通電
電流値を制御するようになっている。又、制御回路17
はムービングコイル12への通電電流値に対応した信号
を出力するようになっている。
A permanent magnet 1 is attached to the lower end of the actuating body 7 for detecting the position of the actuating body 7.
4 is buried and fixed. On the other hand, a magnetic sensor 16 is arranged on the substrate 15 housed in the lower chamber 6 at a position facing the permanent magnet 14 with the partition plate 4 in between. Further, a control circuit 17 is arranged on the substrate 15. Control circuit 1
7 detects the position of the plunger 11 based on the detection signal of the magnetic sensor 16, and controls the value of current applied to the moving coil 12 so as to maintain the plunger 11 at a constant position. Moreover, the control circuit 17
is designed to output a signal corresponding to the value of the current flowing to the moving coil 12.

次に前記のように構成された装置の作用を説明する。圧
力を検出したい箇所に圧力検出器を取り付けると、入口
5aから圧力流体が室5内に導入される。圧力流体が室
5内に導入されるとダイアフラム2がその圧力を受け、
作動体7がダイアフラム2とともに第1図の上方へ移動
しようとし、作動体7の下端に設けられた永久磁石14
と磁気センサ16との距離が拡がろうとする。一方、磁
気センサ16は常に永久磁石14から発生する磁界の強
さを検出することにより作動体7の位置を検出するとと
もに、その検出信号が制御回路17に出力されている。
Next, the operation of the apparatus configured as described above will be explained. When a pressure detector is attached to a location where pressure is to be detected, pressure fluid is introduced into the chamber 5 from the inlet 5a. When pressurized fluid is introduced into the chamber 5, the diaphragm 2 receives the pressure,
The actuating body 7 is about to move upward in FIG. 1 together with the diaphragm 2, and the permanent magnet 14 provided at the lower end of the actuating body 7
The distance between the magnetic sensor 16 and the magnetic sensor 16 is about to increase. On the other hand, the magnetic sensor 16 always detects the position of the actuating body 7 by detecting the strength of the magnetic field generated from the permanent magnet 14, and its detection signal is output to the control circuit 17.

ダイアフラム2が圧力を受けることにより作動体7が移
動すると、制御回路17は前記検出信号により基準位置
から移動したことを検出し、アクチュエータ8がダイア
フラム2の受圧力に抗した力を発生するようにムービン
グコイル12への通電電流値を制御する。従って、作動
体7はダイアフラム2の受圧力とムービングコイル12
の押出力との対抗によりほぼ一定位置に保持される。
When the actuating body 7 moves due to pressure applied to the diaphragm 2, the control circuit 17 detects the movement from the reference position based on the detection signal, and causes the actuator 8 to generate a force that resists the pressure received by the diaphragm 2. The value of current applied to the moving coil 12 is controlled. Therefore, the actuating body 7 receives the pressure of the diaphragm 2 and the moving coil 12.
It is held in a substantially constant position by opposing the extrusion force.

磁界用コイル10への通電電流値を一定として、プラン
ジャ11の押出力とそのストロークとの関係をムービン
グコイル12への通電電流値を変化させて測定した結果
、ストロークの大きさが変化しても押出力はほぼ一定で
あった。磁界用コイル10への通電電流値を200mA
として、ムービングコイル12への通電電流値を50m
A、100mA、200mA、250mAと変化させた
場合の測定結果を第2図に示す。又、ムービングコイル
12への通電電流値(励磁電流値)とプランジャ11の
押出力との関係は直線となり、例えばプランジャ11の
ストロークとを2mmとし、磁界用コイルIOへの通電
電流値を300mAとじた場合の両者の関係は第3図に
示すようになる。
As a result of measuring the relationship between the pushing force of the plunger 11 and its stroke by changing the current value applied to the moving coil 12 while keeping the value of the current applied to the magnetic field coil 10 constant, it was found that even if the size of the stroke changed The extrusion force was almost constant. The current value applied to the magnetic field coil 10 is 200 mA.
Assuming that the current value to be applied to the moving coil 12 is 50m
Figure 2 shows the measurement results when the current was changed to A, 100mA, 200mA, and 250mA. Further, the relationship between the current value (exciting current value) to the moving coil 12 and the pushing force of the plunger 11 is a straight line.For example, if the stroke of the plunger 11 is 2 mm and the current value to be applied to the magnetic field coil IO is 300 mA. The relationship between the two is shown in Figure 3.

ダイアフラム2の受圧力は室5内の圧力に比例し、該受
圧力とプランジャ11の押出力とが等しくなるようにム
ービングコイル12への通電電流値が制御されるため、
該電流値に基づき室5内の圧力を求めることができる。
The pressure received by the diaphragm 2 is proportional to the pressure inside the chamber 5, and the value of the current applied to the moving coil 12 is controlled so that the pressure received by the diaphragm 2 is equal to the pushing force of the plunger 11.
The pressure inside the chamber 5 can be determined based on the current value.

電流値に対応して制御回路17から出力される信号は通
常流体の2次圧力を調整する圧力調整弁の制御部に送ら
れるが、前記出力信号に基づき圧力として表示する手段
をもうけてもよい。
A signal output from the control circuit 17 corresponding to the current value is normally sent to a control section of a pressure regulating valve that regulates the secondary pressure of the fluid, but a means for displaying the pressure based on the output signal may be provided. .

プランジャ11の押出力は磁界用コイルIOの静磁界の
大きさが一定の場合、ムービングコイル12への通電電
流値に比例する。静磁界の発生源として永久磁石を使用
した従来装置では、温度変化により磁束の変化があり、
温度変化にともなう補正を必要とした。しかし、本発明
の装置では静磁界の発生源として磁界用コイルIOを使
用しているため、磁界用コイル10に一定電流を通電す
れば温度変化による磁束の変化がなく、圧力検出器の設
置箇所の環境温度が変化しても温度補償を行うことなく
ムービングコイル12への通電電流値に基づいて正確に
室5の圧力が求められる。
The pushing force of the plunger 11 is proportional to the value of the current flowing to the moving coil 12 when the magnitude of the static magnetic field of the magnetic field coil IO is constant. In conventional devices that use permanent magnets as sources of static magnetic fields, the magnetic flux changes due to temperature changes.
Correction was required due to temperature changes. However, since the device of the present invention uses the magnetic field coil IO as the source of the static magnetic field, if a constant current is applied to the magnetic field coil 10, there is no change in magnetic flux due to temperature changes, and the pressure sensor is installed at the location where the pressure detector is installed. Even if the environmental temperature of the chamber 5 changes, the pressure in the chamber 5 can be accurately determined based on the value of the current flowing to the moving coil 12 without performing temperature compensation.

又、検出すべき圧力範囲が大きく異なる場合、従来は永
久磁石の大きさや種類を変えることにより静磁界の強さ
を変えたものを使用する必要があったが、本発明では磁
界用コイルIOへの通電電流値を変更することにより静
磁界の強さを簡単に変更でき、構造的な変更なしに検出
圧力範囲を大幅に変更できる。
Additionally, when the pressure ranges to be detected are significantly different, conventionally it was necessary to use a permanent magnet with a different strength of static magnetic field by changing the size and type of the magnet, but in the present invention, the magnetic field coil IO By changing the energizing current value, the strength of the static magnetic field can be easily changed, and the detection pressure range can be changed significantly without structural changes.

又、ムービングコイル12に一定電流を加え、磁界用コ
イルIOに通電電流制御を加えても、はぼ同様の圧力検
出が可能である。
Further, even if a constant current is applied to the moving coil 12 and a current control is applied to the magnetic field coil IO, pressure detection similar to the above is possible.

又、この実施例の装置のように両室5,6を薄い区画板
4で区画した場合には、作動体7の位置検出用の永久磁
石14を磁気センサ16に近づけることが容易となり、
永久磁石14として弱い磁力のものの使用が可能となる
ので小型化あるいは製造コストの低減が可能となる。
Furthermore, when both chambers 5 and 6 are partitioned by a thin partition plate 4 as in the device of this embodiment, it becomes easy to bring the permanent magnet 14 for detecting the position of the actuating body 7 close to the magnetic sensor 16.
Since it is possible to use a permanent magnet with a weak magnetic force as the permanent magnet 14, it is possible to downsize or reduce manufacturing costs.

[実施例2] 次に第2実施例を第4,5図に従って説明する。[Example 2] Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

この実施例の圧力検出器はアクチュエータ8を構成する
磁界用コイルlOとムービングコイル12とが第4図に
示すように直列に接続されている点が前記実施例の装置
と異なっており、その他の構成は基本的に同じである。
The pressure detector of this embodiment differs from the device of the previous embodiment in that the magnetic field coil lO and the moving coil 12 constituting the actuator 8 are connected in series as shown in FIG. The configuration is basically the same.

両コイル10.12を直列に接続した場合には、通電電
流値とプランジャ11の押出力との関係は2次曲線とな
り、プランジャ11のストロークを2mmとした場合は
第5図に示すようになる。
When both coils 10 and 12 are connected in series, the relationship between the current value and the pushing force of the plunger 11 becomes a quadratic curve, and when the stroke of the plunger 11 is 2 mm, it becomes as shown in Fig. 5. .

第5図から明らかなようにムービングコイル12への通
電電流値が小さな範囲では、電流値の変化に比較して押
出力の変化が小さくなる。なお、破線で示す直線は両コ
イル10.12をそれぞれ独立に通電可能に接続した場
合のムービングコイル12への通電電流値とプランジャ
11の押出力との関係である。しかし、両コイル10.
12を直列に接続した状態で純直流を通電した場合は、
磁界用コイル10側に鉄芯を有した磁路があるため磁気
ヒステリシスが発生する。プランジャ11の押出力すな
わちムービングコイル12の力はフレミングの左手の法
則による出力のため理論的にはヒステリシスが発生しな
いが、前記磁界用コイルIOのヒステリシスの影響を受
けて第5図に示すように通電電流値とプランジャ11の
押出力との関係は電流増大時(実線)と電流減少時(鎖
線)とで押出力が異なる。従って、純直流を通電しただ
けでは誤差が大きくなる。この誤差を解消するため鉄芯
材料を磁気ヒステリシスの小さい材料(例えば電磁軟鉄
、ケイ素鉄等)を用い、磁気焼鈍を施したり、ムービン
グコイル12と磁界用コイル10の直流電流に100〜
200Hzの交流成分をデイサ電流として駆動用直流電
流に重畳した状態で印加すると、ヒステリシスの影響が
なくなって第5図に示す実線と鎖線の中間の値をとるよ
うになる。交流成分の周波数はアクチュエータ8の形状
や可動部の固有振動数等を考慮して定められる。これに
より、検出すべき圧力値が小さな条件で使用する場合、
ダイアフラム2の受圧力に対応するアクチュエータ8す
なわちプランジャ11の押出力の微調整が容易となり検
出圧力の精度が高くなる。
As is clear from FIG. 5, in a range where the value of the current applied to the moving coil 12 is small, the change in the pushing force is smaller than the change in the current value. Note that the straight line shown by the broken line is the relationship between the current value applied to the moving coil 12 and the pushing force of the plunger 11 when both the coils 10 and 12 are connected to each other so that they can be energized independently. However, both coils 10.
When pure direct current is applied with 12 connected in series,
Since there is a magnetic path with an iron core on the side of the magnetic field coil 10, magnetic hysteresis occurs. The pushing force of the plunger 11, that is, the force of the moving coil 12, is an output based on Fleming's left-hand rule, so theoretically no hysteresis occurs, but due to the influence of the hysteresis of the magnetic field coil IO, as shown in FIG. Regarding the relationship between the applied current value and the pushing force of the plunger 11, the pushing force differs when the current increases (solid line) and when the current decreases (dashed line). Therefore, if only pure direct current is applied, the error will be large. In order to eliminate this error, the iron core material is made of a material with small magnetic hysteresis (for example, electromagnetic soft iron, silicon iron, etc.), magnetic annealing is performed, and the DC current of the moving coil 12 and the magnetic field coil 10 is
When a 200 Hz AC component is applied as a dither current superimposed on the driving DC current, the influence of hysteresis disappears, and the value becomes intermediate between the solid line and the dashed line shown in FIG. 5. The frequency of the AC component is determined in consideration of the shape of the actuator 8, the natural frequency of the movable part, and the like. As a result, when used under conditions where the pressure value to be detected is small,
Fine adjustment of the pushing force of the actuator 8, that is, the plunger 11 corresponding to the pressure received by the diaphragm 2 is facilitated, and the accuracy of the detected pressure is increased.

なお、本発明は前記両実施例に限定されるものではなく
、例えば、作動体7の位置を検出する手段として第6図
に示すようにプランジャ11に継鉄9の軸部9aを貫通
する軸部11bを設け、その先端を位置検出センサ18
で検出するようにしてもよい。位置検出センサとしては
差動トランス、光センサ、磁気センサ、超音波センサ等
の公知のものが使用される。
Note that the present invention is not limited to the above embodiments, and for example, as a means for detecting the position of the actuating body 7, as shown in FIG. A portion 11b is provided, and the tip thereof is connected to the position detection sensor 18.
It may also be detected by. As the position detection sensor, a known sensor such as a differential transformer, optical sensor, magnetic sensor, or ultrasonic sensor is used.

[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、使用環境の温度変
化に対応して温度補償を行わなくとも正確に圧力を検出
でき、検出圧力の測定範囲が広い場合にも小型化が可能
で、しかも検出圧力の大小に対応して磁界用コイルへの
通電電流値を変更することにより測定圧力の各種レンジ
に対応できる。
[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the present invention, pressure can be accurately detected without temperature compensation in response to temperature changes in the usage environment, and even when the measurement range of detected pressure is wide, it is compact and compact. Moreover, by changing the value of current applied to the magnetic field coil in accordance with the magnitude of the detected pressure, it is possible to correspond to various ranges of measured pressure.

又、第2請求項記載の発明においては検出圧力が小さな
場合でも、ダイアフラムの受圧力に対応してアクチュエ
ータの作用力の微調整が容易にでき、正確に圧力検出が
できる。
Further, in the invention as set forth in claim 2, even when the detected pressure is small, the acting force of the actuator can be easily finely adjusted in accordance with the pressure received by the diaphragm, and the pressure can be detected accurately.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1〜3図は第1実施例を示すものであって、第1図は
圧力検出器の断面図、第2図は磁界用コイルへの通電電
流値一定でムービングコイルへの通電電流値を変えた場
合のプランジャのストロークと押出力との関係を示す線
図、第3図はムービングコイルへの通電電流値と押出力
との関係を示す線図、第4,5図は第2実施例を示すも
のであって第4図は磁界用コイルとムービングコイルと
の接続状態を示す図、第5図はムービングコイルへの通
電電流値と押出力との関係を示す線図、第6図は変更例
の断面図、第7図は従来装置の断面図、第8図は改良装
置の部分断面図である。
Figures 1 to 3 show the first embodiment, in which Figure 1 is a cross-sectional view of the pressure detector, and Figure 2 shows the value of the current flowing to the moving coil while the current flowing to the magnetic field coil is constant. A diagram showing the relationship between the stroke of the plunger and the extrusion force when the plunger is changed, Fig. 3 is a diagram showing the relationship between the current value applied to the moving coil and the extrusion force, and Figs. 4 and 5 are the second embodiment. Fig. 4 is a diagram showing the connection state between the magnetic field coil and the moving coil, Fig. 5 is a diagram showing the relationship between the current value applied to the moving coil and the pushing force, and Fig. 6 is a diagram showing the relationship between the current value applied to the moving coil and the pushing force. FIG. 7 is a sectional view of a modified example, FIG. 7 is a sectional view of a conventional device, and FIG. 8 is a partial sectional view of an improved device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、ハウジング(1)内に設けられたダイアフラム(2
)に対して作動体(7)を一体的に移動可能に設け、前
記ダイアフラム(2)の受圧力に抗した力を発生して前
記作動体(7)に作用させるアクチュエータ(8)の駆
動部にムービングコイル(12)を使用するとともに静
磁界発生源として磁界用コイル(10)を使用し、ムー
ビングコイル(12)に加える電流値に対応した信号を
出力する制御回路(17)を設けたことを特徴とする圧
力検出器。 2、前記磁界用コイル(10)とムービングコイル(1
2)とを直列に接続した第1請求項記載の圧力検出器。
[Claims] 1. A diaphragm (2) provided in the housing (1).
), an actuator (7) is provided so as to be movable integrally with respect to the diaphragm (2), and a drive unit of an actuator (8) generates a force that resists the pressure received by the diaphragm (2) and acts on the actuator (7). In addition to using a moving coil (12), a magnetic field coil (10) is used as a static magnetic field generation source, and a control circuit (17) is provided that outputs a signal corresponding to the current value applied to the moving coil (12). A pressure detector featuring: 2. The magnetic field coil (10) and the moving coil (1
2) is connected in series with the pressure sensor according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5649931A (en) * 1979-10-01 1981-05-06 Kajima Corp Servo-type blast gauge
JPS58117433A (en) * 1981-12-29 1983-07-13 Kawasaki Steel Corp Pressure measuring device
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