RU1699244C

RU1699244C - Датчик давления

Info

Publication number: RU1699244C
Authority: RU
Inventors: В.Н. Богомолов
Original assignee: Физико-технический институт им.А.Ф.Иоффе РАН
Priority date: 1987-01-04
Filing date: 1987-01-04
Publication date: 1995-02-27

Abstract

Изобретение относится к приборостроению и позволяет повысить точность измерений за счет уменьшения влияния вибраций и тепловых воздействий. Для этого в датчике давления, содержащем полый цилиндрический корпус 1 и измерительный узел 2 с катушкой индуктивности 3, корпус 1 выполнен из тензорезистивного материала (например, манганина) и включен в качестве короткозамкнутого витка катушки индуктивности 3 в измерительный узел 2. Под действием измеряемого давления изменяется электрическое сопротивление короткозамкнутого витка, образованного стенкой корпуса 1 и находящегося в электромагнитной связи с катушкой 3, полное (комплексное) сопротивление которой регистрируется узлом 2. 2 ил.

Description

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения давления различных сред, в частности давления газов в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения - повышение точности измерений за счет уменьшения влияния вибраций и тепловых воздействий.

На фиг. 1 схематически показана конструкция датчика давления; на фиг. 2 - схема измерительного узла.

Датчик давления (см. фиг. 1) содержит полый цилиндрический корпус 1 и измерительный узел 2 с катушкой индуктивности 3. Корпус 1 установлен в стенке 4 объекта измерения. Корпус 1 является короткозамкнутым витком для выносной катушки 3 измерительного узла 2. Корпус 1 может быть вмонтирован наружной поверхностью, обращенной либо внутрь объема, где измеряется давление (см. фиг. 1), либо вне исследуемого объема (см. фиг. 2а, поз. 5). В последнем случае катушка 3 может быть установлена снаружи корпуса 5, при этом давление подается во внутреннюю полость корпуса 5. Если корпус 5 используется как компенсационный чувствительный элемент наряду с рабочим корпусом 1, то катушка 3 узла 2 располагается внутри полости, образованной корпусами 1 и 5 (см. фиг. 2а) и может быть выполнена из двух половин 6 и 7 (см. фиг. 2б), индуктивно связанных с общей катушкой возбуждения 8. Корпуса 1 и 5 могут быть выполнены из тензорезистивного материала, например манганина.

Датчик давления работает следующим образом.

Под действием измеряемого давления в цилиндрическом корпусе 1 возникает механическое напряжение, вызывающее изменение электрического сопротивления короткозамкнутого витка, образованного стенкой корпуса 1. Давление сжатия корпуса 1 приводит одновременно к уменьшению удельного сопротивления тензорезистивного материала, из которого изготовлен корпус 1, к уменьшению диаметра и увеличению толщины стенки корпуса 1. Все эти факторы действуют согласно в направлении уменьшения эквивалентного сопротивления короткозамкнутого витка, образованного цилиндрической стенкой корпуса 1 и находящегося в электромагнитной связи с катушкой 3 измерительного узла 2. Таким образом, измеряемое давление преобразуется в изменение полного (комплексного) сопротивления катушки 3, которое далее регистрируется измерительным узлом 2.

Оптимальную частоту переменного электромагнитного поля, создаваемого внутренним генератором узла 2, подключенным к катушке возбуждения 8 (см. фиг. 2б), подбирают из условия, чтобы толщина скин-слоя, возникающего в стенке корпуса 1, была соизмерима с толщиной этой стенки. Например, для корпуса из манганина диаметром 10 мм с толщиной стенки 0,3 мм частота, на которой производится измерение полного сопротивления катушки 3, может составлять 200 кГц. Высокая несущая частота позволяет измерять быстропеременные давления (инерционность чувствительного элемента определяется скоростью звука в его материале). Высокая температура измеряемой среды действует непосредственно только на цилиндрический корпус 1 датчика, поэтому катушка 3 измерительного узла может поддерживаться при уверенной температуре, допустимой для надежной работы ее изоляции.

Благодаря тому, что в качестве информативного параметра в описанном датчике используется эквивалентное активное сопротивление короткозамкнутутого витка, образованного цилиндрическим корпусом из тензорезистивного материала, снижается влияние вибраций и тепловых воздействий, и тем самым повышается точность измерений.

Claims

ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, содержащий полый цилиндрический корпус и измерительный узел с катушкой индуктивности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет уменьшения влияния вибраций и тепловых воздействий, в нем корпус выполнен из тензорезистивного материала и включен в качестве короткозамкнутого витка катушки индуктивности в измерительный узел.