SU1652838A1

SU1652838A1 - Pressure sensor

Info

Publication number: SU1652838A1
Application number: SU894709533A
Authority: SU
Inventors: Лев Васильевич Новиков; Герман Николаевич Сунцов
Original assignee: Предприятие П/Я М-5539
Priority date: 1989-06-26
Filing date: 1989-06-26
Publication date: 1991-05-30

Abstract

Изобретение относитс к измерительной и контрольной технике, в частности к индуктивным датчикам давлени , и может быть использовано на различного рода испытательных стендах и установках при измерении давлений . Цель изобретени - повышение точности измерений. Дл этого в датчик введена эластична манжета 5, котора охватывает снаружи обе чаши (корпус 1) и диафрагму 4, выполненную с диаметром, превышающим внешний диаметр чаши, и контактирующую с центральными кернами 2, высота которых больше глубины чаш. Датчик дав- , лени имеет зеркальную систему индуктивного перемещени диафрагмы, что позвол ет увеличить чувствительность датчика в 1,5-2 раза, увеличить линейность в 4 раза, защитить датчик от перегрузок и увеличить точность измерений в 2-3 раза. 1 ил.The invention relates to a measuring and control technique, in particular to inductive pressure sensors, and can be used on various test benches and installations when measuring pressures. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. For this purpose, an elastic cuff 5 is inserted into the sensor, which encompasses both bowls (body 1) and diaphragm 4, made with a diameter greater than the external diameter of the bowl and in contact with central cores 2, the height of which is greater than the depth of the cups. The pressure, laziness sensor has a mirror system of inductive displacement of the diaphragm, which allows to increase the sensitivity of the sensor by 1.5-2 times, to increase the linearity by 4 times, to protect the sensor from overloads and to increase the accuracy of measurements by 2-3 times. 1 il.

Description

Изобретение относится к контрольной и измерительной технике и может быть использовано на различного рода испытательных стендах и установках.The invention relates to control and measuring equipment and can be used on various kinds of test benches and installations.

Целью изобретения является повышение точности измерения давления.The aim of the invention is to improve the accuracy of pressure measurement.

На чертеже схематически изображен датчик давления предложенной конструкции.The drawing schematically shows a pressure sensor of the proposed design.

•Индуктивный датчик давления имеет корпус 1, выполненный в виде двух чаш с кернами 2 в центре каждой чаши, причем высота керна больше глубины чаши. Катушки 3 индуктивности установлены внутри чаш. Диафрагма 4 зажата в своем центре кернами 2.• The inductive pressure sensor has a housing 1 made in the form of two bowls with cores 2 in the center of each bowl, and the core height is greater than the depth of the bowl. Inductors 3 are installed inside the bowls. Aperture 4 is clamped in its center by cores 2.

Эластичная манжета 5 охватывает корпус 1, а диафрагма 4 своим краем упирается в нее с натяжением. Края чаши 1 и диафрагмы 4 образуют рабочий зазор 6. Электрические провода 7 от катушки 3 индуктивности присоединены к измерительно-регистрационной электронной аппаратуре (не показано).The elastic cuff 5 covers the housing 1, and the diaphragm 4 with its edge abuts against it with tension. The edges of the bowl 1 and the diaphragm 4 form a working gap 6. Electric wires 7 from the inductor 3 are connected to the measuring and recording electronic equipment (not shown).

В корпусе 1 имеется серия подводящих каналов 8, переходящих в поддиафрагменное пространство.In the housing 1 there is a series of supply channels 8, turning into a sub-diaphragm space.

Индуктивный датчик давления работает следующим образом.The inductive pressure sensor operates as follows.

Катушки 3 индуктивности через провода 7 электрически соединены с измерителем и регистратором изменения индуктивности. При воздействии давле”.ния через каналы 8 на диафрагму 4 ее края прогибаются и изменяется рабочий зазор 6, что приводит к изменению индуктивности катушек 3.Inductors 3 through wires 7 are electrically connected to the meter and the inductance change recorder. When pressure is applied through the channels 8 to the diaphragm 4, its edges bend and the working gap 6 changes, which leads to a change in the inductance of the coils 3.

Это изменение и регистрирует измерительно регистрационный тракт. Поскольку прогиб диафрагмы происходит по краю, то чувствительность датчика при одном и том же его диаметре и толщине диаграммы возрастает в несколько раз за счет того, что изменяется индуктивность сразу двух катушек (причем индуктивность одной увеличивается, а другой уменьшается).This change and registers the measuring and registration path. Since the diaphragm deflection occurs along the edge, the sensitivity of the sensor with the same diameter and thickness of the diagram increases several times due to the fact that the inductance of two coils changes at once (the inductance of one increases and the other decreases).

При заделке датчика в испытуемую конструкцию деформации корпуса 1 датчика не передаются на диафрагму 4 и •не изменяют метрологические характе_z ристики датчика. То же происходит и ‘ при изменении температуры датчика. 'Деформация из-за разных коэффициентов температурного расширения материала испытуемой конструкции и кор пуса датчика не передаются на диафрагму.When the sensor is embedded in the tested design, the deformations of the sensor body 1 are not transmitted to the diaphragm 4 and • do not change the metrological characteristics of the sensor _z . The same thing happens when the temperature of the sensor changes. '' Deformation due to different coefficients of thermal expansion of the material of the tested construction and the body of the sensor are not transmitted to the diaphragm.

Диафрагма 4 задемпфирована элас5 тичной манжетой 5 (высокий коэффициент демпфирования), что сокращает время установления показаний датчика и удлиняет полезное время (увеличивает объем получаемой информации). 10 Датчик давления предложенной конструкции имеет две полости, в которые может быть подано давление газа через каналы 8, как с одной стороны диафрагмы 4, так и с другой. Поэтому 15 датчик давления является дифференциальным и реагирует на разность этих давлений. На фоне некоторого постоянного давления (опорного) можно измерять давление, мало отличающееся 20 от первого с большой точностью.The diaphragm 4 is damped by an elastic cuff 5 (high damping coefficient), which reduces the time it takes to establish the sensor readings and lengthens the useful time (increases the amount of information received). 10 The pressure sensor of the proposed design has two cavities into which gas pressure can be supplied through channels 8, both on one side of the diaphragm 4 and on the other. Therefore, the 15 pressure sensor is differential and responds to the difference of these pressures. Against the background of a certain constant pressure (reference), it is possible to measure a pressure slightly different from 20 from the first with great accuracy.

При прогибе диафрагмы 4 рабочий зазор 6 одной катушки 3 увеличивается, а другой уменьшается. В следствие этого индуктивность одной катуш25 ки увеличивается, а другой уменьшается. Поскольку катушки индуктивности включены в разные плечи мостовой измерительной схемы увеличивается не только чувствительность датчика, но 30 одновременно увеличивается и линейность амплитудной характеристики датчика.When deflecting the diaphragm 4, the working gap 6 of one coil 3 increases and the other decreases. As a result of this, the inductance of one coil increases and the other decreases. Since inductors are included in different arms of the bridge measuring circuit, not only the sensitivity of the sensor increases, but 30 the linearity of the amplitude characteristic of the sensor also increases.

Датчик давления защищен от перегрузок при измерении избыточного дав35 ления, так как при разности давлений,. превышающей рабочий диапазон датчика, происходит отжатие манжеты 5 от края диафрагмы 4 и давления выравниваются. Давление по обе стороны ди40. афрагмб! 4 становится одинаковым, а датчик не теряет работоспособности. Его метрологические характеристики остаются неизменными.The pressure sensor is protected against overloads when measuring overpressure, since at a pressure difference. exceeding the operating range of the sensor, the cuff 5 is pressed out from the edge of the diaphragm 4 and the pressure is equalized. Pressure on both sides of di40. afrahmb! 4 becomes the same, and the sensor does not lose operability. Its metrological characteristics remain unchanged.

Использование датчика предложенной 45 конструкции позволяет увеличить точность измерений давления и повысить производительность труда за счет сокращения числа калибровок и испытаний.Using the sensor of the proposed 45 design allows to increase the accuracy of pressure measurements and increase labor productivity by reducing the number of calibrations and tests.

Claims

50 claims

A pressure sensor containing two cups fastened together with central cores, on which are mounted 55 inductors, an elastic one. a diaphragm located between the cups and two working cavities forming them, and supply channels, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy, the supply channels are made in the peripheral parts of the cups, and the diaphragm is made with a diameter exceeding the outer diameter of the cups, and is in contact

1652838 6 on both sides with central cores, the height of which is greater than the depth of the bowls, while an elastic

5 cuff, which covers the outside of both cups and the diaphragm along the contour.