SU1337692A1

SU1337692A1 - Magnetic-elastic pressure transducer

Info

Publication number: SU1337692A1
Application number: SU864037182A
Authority: SU
Inventors: Эдуард Вячеславович Голован; Валерий Алексеевич Дейнега; Надежда Сергеевна Рубан; Татьяна Борисовна Терещенко
Original assignee: Киевский институт автоматики им.ХХУ съезда КПСС
Priority date: 1986-03-17
Filing date: 1986-03-17
Publication date: 1987-09-15

Abstract

Изобретение относитс к конт- рольно-измерите/Гьной технике. Цель у,изобретени - повышение коэффициента преобразовани и точности. Устр-во обеспечивает при воздействии измер емого давлени перераспределение магнитных потоков, проход щих по тонкому и толстому участкам стенки чувствительного элемента, что определ ет увеличение магнитоупругой чувствительности датчика. Благодар встречному включению измерительных обмоток 6 и 5, наход щихс в одинаковых температурных услови х, устран етс аддитивна составл юща температурной погрешности, что способствует увеличению точности измерени . 2 ил. i (Л А-А т J (риг{This invention relates to a check / gauge technique. The purpose of the invention is to increase the conversion rate and accuracy. The device provides, when the measured pressure is applied, the redistribution of magnetic fluxes passing through the thin and thick wall sections of the sensing element, which determines the increase in the magnetoelastic sensitivity of the sensor. By counter-switching on the measuring windings 6 and 5, which are in the same temperature, the additive component of the temperature error is eliminated, which contributes to an increase in the measurement accuracy. 2 Il. i (L A-A t J (rig {

Description

113113

Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике и может быть и(пользовано дл контрол давлени жидкостей и газов.The invention relates to instrumentation technology and may be (used to control the pressure of liquids and gases.

Цель изобретени - повышение коэффициента лреобраэовани и точности .The purpose of the invention is to increase the coefficient of conversion and accuracy.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый датчик, продольный и поперечный разрезы; на фиг. 2 - зависимости сигналов измерительных обмоток от измер емого давлени и выходна характеристика датчика.FIG. 1 schematically shows the proposed sensor, longitudinal and transverse sections; in fig. 2 shows the dependence of the measurement winding signals on the measured pressure and the output characteristic of the sensor.

Магнитоупругий датчик давлени состоит из полого стержн 1, вл ющегос чувствительным элементом,внешнего магнитопровода в виде двух сердечников 2 и 3, например, П-образной формы, обмоток 4 намагничивани и измерительных обмоток 5 и 6. Внутренн полость 7 в виде глухого продольного отверсти стержн 1 выполненаThe magnetoelastic pressure sensor consists of a hollow rod 1, which is a sensitive element, an external magnetic circuit in the form of two cores 2 and 3, for example, U-shaped, magnetized windings 4 and measuring windings 5 and 6. The internal cavity 7 in the form of a hollow longitudinal hole in the rod 1 completed

так, что ее ось смещена относительно оси стержн 0,-0 на величи ну е. В св зи с этим толщина стенок полого -стержн вдоль окружности измен етс от минимальной величины ( (R-r)-e) до 1аксимальной (Ъ,д(К-г +е). Сердечник 2 примыкает к полому стержню 1 со стороны самого тонкого участка стенки, а сердечник 3 - со стороны самого толстого.so that its axis is displaced relative to the axis of the rod 0, -0 by the value of e. Therefore, the thickness of the walls of the hollow rod along the circumference changes from the minimum value ((Rr) -e) to 1maximal (b, d (K -g + e). The core 2 is adjacent to the hollow rod 1 from the side of the thinnest section of the wall, and the core 3 - from the side of the thickest.

Магнитоупругий датчик давлени работает следующим образом.The magnetoelastic pressure sensor operates as follows.

При подключении обмотки 4 намагничивани к источнику переменного тока в поверхностном слое полого сте н 1 по вл етс магнитный поток Ф, разветвл ющийс на два равных паралWhen the magnetizing winding 4 is connected to an alternating current source in the surface layer of hollow wall 1, a magnetic flux F appears, branching out into two equal pairs

лельных потока Ф и Ф, каждый из которых , пройд через воздушные зазоры, попадает в свой сердечникfeline flux F and F, each of which, having passed through the air gaps, falls into its core

ф Ф.f F.

ЭДС наведенные в измерительных обмотках этими потоками, равныEMF induced in the measuring windings by these flows are equal to

ЕЛ,)Е,/(Ф).EL,) E, / (F).

В этой св зи результирующа ЭДС на выходных зажимах датчика равна нулю:In this regard, the resulting emf at the output terminals of the sensor is zero:

Е..,Еу(П)-Е,(П)0.E. .., Ey (P) -E, (P) 0.

Давление рабочей жидкости во внутренний полости 7 вызывает деформацию стенок полого стержн 1.The pressure of the working fluid in the internal cavity 7 causes deformation of the walls of the hollow rod 1.

Так как внутренн полость эксцентрична внешней цилиндрической поверхности чувствительного элемента, то деформации его стенок будут несимметричными: деформаци тонкого участка больше деформации толстого участка стенки стержн . Это обуславливает перераспределение магнитных потоковSince the internal cavity is eccentric to the external cylindrical surface of the sensing element, the deformations of its walls will be asymmetric: the deformation of the thin section is greater than the deformation of the thick section of the rod wall. This causes the redistribution of magnetic fluxes.

и (,: and (,:

Ф фF f

1one

Ф ФF f

,. -L, -L

-t-t

1one

- - - I- - - I

1+ ri1+ ri

00

5 five

где R ,R - магнитное сопротивление участка магнитной цепи, проход п;ей по полому стержню в зоне самого тонкого и самого толстого участка его стенки соответственно.where R, R is the magnetic resistance of the magnetic circuit section, passage n; it is along the hollow rod in the zone of the thinnest and thickest section of its wall, respectively.

Как видно из представленных выражений , магнитный поток Ф, проход щий по утолщенному участку полого стержн , возрастает с ростом давлени , а поток Ф уменьшаетс , так как R пада- 0 ет, а Е возрастает. Сумма потоков ф и при условии, что напр жение питани намагничивающей обмотки неизменно , остаетс равной Ф.As can be seen from the presented expressions, the magnetic flux Φ passing through the thickened section of the hollow rod increases with increasing pressure, and the flux Φ decreases as R decreases, and E increases. The sum of the fluxes f and provided that the supply voltage of the magnetizing winding is constant remains equal to F.

Перераспределение магнитных потоков Ф и ф вызывает соответствующие изменени ЭДС Е ,( ФJ и Е,(,) в обо Э с ьThe redistribution of the magnetic fluxes F and f causes the corresponding changes in the EMF E, (FJ and E, (,) in obE

мотках 6 и 5, сцепленных с ними:bundles 6 and 5 linked to them:

ЕE

с ростом давлени увеличивает- J4 fj) снижаетс . Зависимостиwith increasing pressure, increases (J4 fj) decreases. Dependencies

00

t с , а Еt with, and E

Ej f(p) и (p) показаны на фиг. 2. Результирующа ЭДС датчика, равна разности (фиг. 2), сEj f (p) and (p) are shown in FIG. 2. The resultant EMF of the sensor is equal to the difference (Fig. 2), with

ростом измер емого давлени измен етс от О до Е pgj , равного:the increase in the measured pressure varies from O to E pgj, equal to:

Е,E,

ЕЛР„,)-Е,(Р„ELR „,) - Е, (Р„

ре}.номre} .nom

где Р - номинальное измер емое давление .where P is the nominal pressure measured.

Таким образом, предлагаемое тех- ническое решение по сравнению с известным обеспечивает при воздействии измер емого давлени перераспределение магнитных потоков, проход щих по тонкому и толстому участкам стенки чувствительного элемента, что определ ет существенное увеличение магни- тоупругой чувствительности датчика. Благодар встречному включению измерительных обмоток 6 и 5, наход щихс в одинаковых температурных услови х , устран етс аддитивна составл юща температурной погрешности, что при одновременном увеличении чувствительности способствует увеличе- .нию точности измерени .Thus, the proposed technical solution, in comparison with the known, provides, when exposed to measured pressure, the redistribution of magnetic fluxes passing through thin and thick wall sections of the sensing element, which determines a significant increase in the magnetoelastic sensitivity of the sensor. By counter-switching on the measuring windings 6 and 5, which are in the same temperature conditions, the additive component of the temperature error is eliminated, which, while increasing the sensitivity, contributes to an increase in the measurement accuracy.

Claims

Invention Formula

A magnetoelastic pressure sensor containing a sensitive element in the form of a rod, made with a deaf longitudinal channel and covered by a magnetizing winding, closing the magnetic core, covering magnetizations

winding winding, and measuring winding, different Tef., that, in order to improve the conversion and accuracy, the axis of the longitudinal channel is shifted relative to the rod axis, the closing magnetic circuit is made in the form of two U-shaped cores, -diametrically opposed to the planes of the axis of the rod and the channel and the poles facing the external surface of the rod, and the measuring winding is made in the form of two windings located on U-shaped cores and connected in opposite directions.

R. MPa

Editor M.Petrova

Compiled by A.Sokolovskiy Tehred M.MopicinaJi

Order 4119/37

Circulation 776 Subscription

VNIIPI USSR State Committee

for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4

(rig.g.

Proofreader M.Sharoshi