SU1286915A1 - Pressure transducer - Google Patents

Pressure transducer Download PDF

Info

Publication number
SU1286915A1
SU1286915A1 SU853898558A SU3898558A SU1286915A1 SU 1286915 A1 SU1286915 A1 SU 1286915A1 SU 853898558 A SU853898558 A SU 853898558A SU 3898558 A SU3898558 A SU 3898558A SU 1286915 A1 SU1286915 A1 SU 1286915A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
magnetic
sensor
gap
measles
magnetic cores
Prior art date
Application number
SU853898558A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Исаакович Иоффе
Original Assignee
Предприятие П/Я А-1874
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я А-1874 filed Critical Предприятие П/Я А-1874
Priority to SU853898558A priority Critical patent/SU1286915A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1286915A1 publication Critical patent/SU1286915A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

Изобретение, относитс  к преобразовател м механических величин в электрические и позвол ет повысить чзшствитёльность устройства и линейность выходной характеристики. Диф- ферен1р1ально-трансформаторный преобразователь 2 перемещени  содержит магнитопроводы 3 и 4 с первичными 5, 6 и вторичными 7, 8 обмотками. Якорь 9, закрепленньш на штоке 10, смещен относительно середины зазора между магнитопроводами. Действующее на чувствительный элемент 1 давление перемещает  корь 9, измен   зазоры между ним и магнитопроводами. Напр жение на выходе датчика пропорционально приложенному давлению. Вьтолнение зазоров 5 (0,3-0,5)Н, ( (1,3-1,5)Н обеспечивает практи- чески линейную выходную характеристику при повышенной чувствительности . 2 Ш1.The invention relates to converters of mechanical quantities into electrical ones and allows increasing the device's efficiency and linearity of the output characteristic. Differential-displacement transducer converter 2 contains magnetic cores 3 and 4 with primary 5, 6 and secondary 7, 8 windings. Anchor 9, fixed on the rod 10, is offset from the middle of the gap between the magnetic circuits. The pressure acting on the sensing element 1 moves the measles 9, changing the gaps between it and the magnetic cores. The voltage at the output of the sensor is proportional to the applied pressure. Completion of gaps 5 (0.3-0.5) H, ((1.3-1.5) H provides a virtually linear output response at increased sensitivity. 2 W1.

Description

WW

гоgo

00 Од00 od

;о елabout ate

112112

Изобретение относитс  к приборостроению , а именно к преобразовател м механических величин в электрические .The invention relates to instrument making, namely to converters of mechanical quantities into electrical ones.

Цель изобретени  - повьшение чувствительности и линейности выходной характеристики.The purpose of the invention is to increase the sensitivity and linearity of the output characteristic.

На фиг. 1 приведена конструктивна  схема предлагаемого датчика; на фиг. 2 - выходные характеристики датчиков.FIG. 1 shows the structural scheme of the proposed sensor; in fig. 2 - output characteristics of the sensors.

Устройство содержит упругий чувствительный элемент 1, дифференциаль но-трансформаторньй преобразователь 2 перемещени , содержащий два магни- топровода 3 и 4, на которых расположены первичные 5 и 6 и вторичные 7 и 8 обмотки,  корь 9, закрепленный на штоке 10, который одним концом жестко св зан с пруткиной 11, а другим - с чувствительным элементом 1, стакан 12, на котором закреплены маг нитопроводы 3 и 4 и кронштейн 13 с установленным на нем преобразователем 2 перемещени , прокладки 14 и 15, предназначенные дл  установкиThe device contains an elastic sensing element 1, a differential-transforming transducer 2 displacement containing two magneto wires 3 and 4, on which primary 5 and 6 and secondary 7 and 8 windings are located, measles 9 fixed on the rod 10, which is rigidly associated with the rod 11, and the other with the sensing element 1, the cup 12, on which magnetic conduits 3 and 4 and the bracket 13 with the displacement transducer 2 mounted on it, gaskets 14 and 15 are designed to be installed

требуемых зазоров «У и 6 между  корем 9 и магнитопроводами 3 и 4 в процессе сборки датчика. Зазоры устанавливают такими, чтобы при давлении , равном нулю,  корь 9 был сме- щен относительно середины воздушногоthe required clearances “Y and 6 between the core 9 and the magnetic cores 3 and 4 in the process of assembling the sensor. The gaps are set so that at a pressure equal to zero, the measles 9 is displaced relative to the middle of the air.

зазора (лини  0-0) на величину 0,5Н, где Н - максимальный ход (диапазон перемещени ) чувствительного элемента , и чтобы (, (0,3-0,5)Н; (1,3-1,5)Н. Первичные обмотки 5 и 6 соединены между собой согласно, вторичные обмотки 7 и 8 - встречно.a gap (line 0-0) by 0.5N, where H is the maximum stroke (displacement range) of the sensitive element, and so that (, (0.3-0.5) N; (1.3-1.5) N The primary windings 5 and 6 are interconnected according to each other, the secondary windings 7 and 8 are opposite.

Вторичные обмотки выполнены со следующими обмоточными данными: число витков обмотки 7 (Wj ) меньше числа витков обмотки 8 (W ); Wj -f W The secondary windings are made with the following winding data: the number of turns of the winding 7 (Wj) is less than the number of turns of the winding 8 (W); Wj -f w

Датчик работает следующим The sensor works as follows

зом.zom.

ПРИ подаче напр жени  питани  на первичные обмотки трансформаторного преобразовател  2 в них течет ток I, которьш возбуждает в магнитопроводе 3 магнитный поток F l , а в магнитопроводе 4 - магнитный поток j . При этом во вторичной обмотке 7 наводитс  эдсWhen the supply voltage is applied to the primary windings of the transformer converter 2, a current I flows in them, which excites the magnetic flux F l in the magnetic core 3, and magnetic flux j in the magnetic core 4. In this case, in the secondary winding 7 induced emf

Е О W ФE o w f

(1)(one)

где to - частота напр жени  питани jwhere to - voltage frequency j

W - число витков в обмотке 7 W - the number of turns in the winding 7

а во вторичной обмотке 8and in the secondary winding 8

Еа 2%.Ea 2%.

(2)(2)

где W - число витков в обмотке 8. Так как вторичные обмотки 7 и 8 включены встречно, напр жение на выходе датчикаwhere W is the number of turns in the winding 8. Since the secondary windings 7 and 8 are turned on counter, the voltage at the output of the sensor

АЕ Е - ЕAE E - E

(3)(3)

Подставив выражени  (1) и (2) в (3), получаемSubstituting expressions (1) and (2) into (3), we obtain

ДЕ u5( - ), (4)DE u5 (-), (4)

При подаче в датчик давлени  Р центр чувствительного элемента 1 перемещаетс  пропорционально давлению и перемещает  корь 9 вверх (к магни- топроводу 4). При этом измен ютс  воздушные зазоры между  корем и магнитопроводами и на выходе датчика по вл етс  напр жение, увеличивающеес  с увеличением давлени .When fed to the pressure sensor P, the center of the sensing element 1 moves in proportion to the pressure and moves the bark 9 up (toward the magnet 4). In this case, the air gaps between the core and the magnetic cores change and a voltage appears at the output of the sensor that increases with increasing pressure.

Определим зависимость выходного напр жени  датчика от перемещени   кор  (h).Determine the dependence of the output voltage of the sensor on the displacement of the core (h).

Магнитный поток св зан с перемещением  кор  следующим образом:The magnetic flux is associated with the movement of the core as follows:

(5) (6)(5) (6)

- магнитное сопротивление воздушного зазора соответственно между  корем и магнитопроводом 3,  корем и магнитопроводом 4,- the magnetic resistance of the air gap, respectively, between the core and the magnetic core 3, the core and the magnetic core 4,

5five

W.W.

зоров соответственно между  корем и магнитопроводом 3,  корем и магнитопроводом 4 при нулевом положении  кор  (фиг.1); число витков в обмотках 5 и 6;Zor respectively between the core and the magnetic core 3, the core and the magnetic core 4 at the zero position of the core (figure 1); the number of turns in the windings 5 and 6;

h - перемещение чувствительного элемента; S - площадь торцов внутреннего и крайнего полюсов магнитопро- 5 вода;h - movement of the sensing element; S is the area of the ends of the inner and outer poles of the magnetic conductor;

fio - магнитна  проницаемость воздуха.fio - magnetic permeability of air.

Подставив выражени  (5) и (6) в ), получаемSubstituting expressions (5) and (6) c), we obtain

1one

дЕ К (DE K (

пP

f-7 f-7

S,- h h У S, - h h

ШSh

деde

„ OW/Wg I Sro„OW / Wg I Sro

к to

h .. W,h .. W,

посто нньш J5 коэффициент, определ емьй конструктивными параметрами дат- 20 чика;constant J5 coefficient determined by the design parameters of the sensor;

(8)(eight)

25 25

Определим значение п, необходимое дл  получени  ЛР О при h 0. Из выражени  (7) находим, что данное условие вьшолн етс  при п .Подставив выражени  (8) в (7), получаемDetermine the value of n, necessary to obtain LR O at h 0. From expression (7) we find that this condition is fulfilled with n. By substituting expressions (8) into (7), we obtain

К ( K (

1one

5,five,

5, - h5, - h

/-Q  / -Q

6(5, + h) ) 6 (5, + h))

Чувствительность и линейность выходной характеристики предлагаемого датчика вьше по сравнению с известным .The sensitivity and linearity of the output characteristics of the proposed sensor is higher compared with the known.

В известных датчиках число витков во вторичных обмотках одинаковое (Wj Wg ) и  корь находитс  в сред- нем положении между магнитопроводами при давлении, равном нулю, т.е. , 5j Ор . При этом уравнение (9) принимает вид:In the known sensors, the number of turns in the secondary windings is the same (Wj Wg) and the measles is in the middle position between the magnetic cores at a pressure equal to zero, i.e. , 5j Op. In this case, equation (9) takes the form:

(10)(ten)

Анализ уравнени  (10) показывает, что чувствительность, известного датчика уменьшаетс  пропорциойально S} а нелинейность его характеристикиAnalysis of equation (10) shows that the sensitivity of a known sensor decreases proportionally to S} and the nonlinearity of its characteristics

Н зависит от отношени  --- . Дл  по- H depends on the ratio ---. For

ОрOhr

вышени  линейности характеристики.,higher linearity characteristics.,

необходимо уменьшать отношение -го„it is necessary to reduce the ratio of th „

Согласно проведенным исследовани мAccording to the research

5 five

5 0 50

00

5five

.,, . ,,

НH

отношение должно быть не болееattitude should be no more

Н 0,4. Указанное отношение при  H 0.4. The specified ratio when

ОоOoh

заданном значении Н можно получить увеличением 6 , однако при этом падает чувствительность датчика.a given value of H can be obtained by increasing 6, however, this decreases the sensitivity of the sensor.

Дл  сравнени  выходных характеристик известного и предлагаемого датчиков построим, пользу сь уравнени ми (9) и (10), зависимостиTo compare the output characteristics of the known and proposed sensors, we construct, using equations (9) and (10), the dependences

АЕ /-/14 AE / - / 14

--- fCh) дл  обоих датчиков.--- fCh) for both sensors.

КTO

дЕdE

Зависимости --- f(h ) дл  диа- кDependencies --- f (h) for dia

пазона перемещений  кор .Н 0,8 мм приведены на фиг. 2, где крива  1 - характеристика предлагаемого датчика при 5i 0,4 мм, §2 t,2 мм ( 5 0,5Н, 52 1,5Н), крива  2 - характеристика известного датчика приThe movement of the core. H 0.8 mm is shown in FIG. 2, where curve 1 is the characteristic of the proposed sensor with 5i 0.4 mm, §2 t, 2 mm (5 0.5N, 52 1.5H), curve 2 is the characteristic of a known sensor with

тгmr

0,8 (5о 1 мм); крива  3 - 5 рактеристика известного датчика при 0.8 (5 about 1 mm); curve 3 - 5 characteristic of a known sensor at

-|- 0,4 ( б-„ 2 мм). - | - 0.4 (b- „2 mm).

Анализ приведенных на фиг. 2 выходных характеристик предлагаемого и известного датчиков показывает, что при большей чувствительности предлагаемый датчик имеет практически линейную вькодную характеристику, известный - существенно нелинейную (кривые 1 и 2), а при примерно одинаковой линейности выходной характеристики чувствительность предлагаемого датчика в 4 раза вьш1е по сравнению с известным (кривые 1 и 3).The analysis shown in FIG. 2 output characteristics of the proposed and known sensors shows that with greater sensitivity, the proposed sensor has a virtually linear code response, the known is substantially nonlinear (curves 1 and 2), and with approximately the same linearity of the output characteristic, the sensitivity of the proposed sensor is 4 times higher than the known (curves 1 and 3).

.,, . ,,

5five

00

5five

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Датчик давлени , содержащий упругий чувствительньй элемент и дифференциально-трансформаторный преобразователь перемещени , вьшолненный в виде двух трансформаторов, между магнитопроводами которых расположен  корь в виде диска, жестко св занный с чувствительным элементом, отличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  чувствительности и линейности выходной характеристики, в нем  корь смещен относительно середины зазора между магнитопроводами и образует с торцом первого магнитопро- вода, установленного со стороны чув-, ствительного элемента, зазор Sj(0,3-, 0,5)Н, а с торцом второго магнитопровода - зазор S (1,3-1,5)Н,где Н - максимальный ход чувствительного элемента, при этом число витков вторичной обмотки первого трансформа i A pressure sensor containing an elastic sensing element and a differential transformer displacement transducer, implemented in the form of two transformers, between which magnetic cores are located measles in the form of a disk, rigidly connected with the sensitive element, characterized in that, in order to increase the sensitivity and linearity of the output characteristic, in it, the measles are displaced relative to the middle of the gap between the magnetic cores and, with the end of the first magnetic conductor installed from the side of the sensory element, nta, the gap Sj (0.3-, 0.5) H, and with the end of the second magnetic circuit - the gap S (1.3-1.5) H, where H is the maximum stroke of the sensitive element, and the number of turns of the secondary winding of the first transform i тора W -гк- WP , где W - число витков вторичной обмотки второго трансформатора .torus W - gk- WP, where W is the number of turns of the secondary winding of the second transformer. 2 Г 0 ,1 0.2 0,3 Ot{ /7,5 / D,i 0,9 W uz. 22 Г 0, 1 0.2 0.3 Ot {/ 7.5 / D, i 0.9 W uz. 2 II
SU853898558A 1985-05-22 1985-05-22 Pressure transducer SU1286915A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853898558A SU1286915A1 (en) 1985-05-22 1985-05-22 Pressure transducer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853898558A SU1286915A1 (en) 1985-05-22 1985-05-22 Pressure transducer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1286915A1 true SU1286915A1 (en) 1987-01-30

Family

ID=21178364

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853898558A SU1286915A1 (en) 1985-05-22 1985-05-22 Pressure transducer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1286915A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент US № 394615, кл. G 01 L 9/10, 1976. Авторское свидетельство СССР № 263229, кл. С 01 L 9/10, 1967. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1286915A1 (en) Pressure transducer
US4132980A (en) High-sensitivity inductive transducer for rectilinear or rotational displacement
KR100828737B1 (en) Linear variable differential transformer
US4544905A (en) Linear transducers
SU857748A1 (en) Magnetoelastic pickup
SU1272133A1 (en) Magneto-elastic pressure transducer
SU1270549A1 (en) Displacement differential-transformer transducer
SU1597626A1 (en) Variable-induction pressure transducer
SU1432329A2 (en) Variable-induction angular displacement transducer
SU690281A1 (en) Linear displacement-to-current-transducer
SU1302155A1 (en) Inductive pressure transducer
SU905665A1 (en) Compensating dynamometer
SU1381329A1 (en) Angular displacement differential transformer transducer
SU823823A1 (en) Linear displacement pickup
GB2088562A (en) Linear transducers
SU1154563A1 (en) Transformer-type force transducer
SU534643A1 (en) Motion sensor with frequency output
SU453560A1 (en) INDUCTION CONVERTER OF LINEAR DISPLACEMENTS
SU591695A1 (en) Inductive linear displacement transducer
SU1006948A1 (en) Magnetoelatsic converter of torque
SU815630A1 (en) Moving body position pickup
SU372426A1 (en) INDUCTIVE MOVEMENT SENSOR
SU1029000A1 (en) Differential-transformer transducer of linear displacements
SU1569525A1 (en) Differential transformer transducer of linear displacements
SU386293A1 (en) TRANSFORMER PRESSURE SENSOR