SU723413A1

SU723413A1 - Frequency-output pressure sensor

Info

Publication number: SU723413A1
Application number: SU782684803A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Иванович Жучков; Эдуард Михайлович Зайцев; Виктор Яковлевич Дуркин
Original assignee: Пензенский Завод-Втуз При Заводе Вэм; Предприятие П/Я А-1891
Priority date: 1978-11-10
Filing date: 1978-11-10
Publication date: 1980-03-25

Description

(54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДОМ(54) PRESSURE SENSOR WITH FREQUENCY OUTPUT

Изобретение относитс к контрольноизмерительной технике, а именно к датчи кам давлени . Известны датчики давлени , содержащие мембрану и резонатор, изготовленный из любого электропроводного материала, помешенный в магнитное поле и включенный в мостовую схему . Один конец резонатора изолирован от корпуса. Однако этот датчик характеризуетс недостаточной стабильностью вследств11е несовершенства заделки концов резонато ра. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс датчик давлени с частотным вьосодом, содержащий корпус упругого элемента, резонатор, выполненный в виде пр моугольной перемычки , соединенный кронштейнами с упругой плоской мембраной, электромагнитные возбудитель и преобразователь механических колебаний в виде электромагнитных катушек и усилитель I.2J. Однако этот датчик характеризуетс недостаточной точностью измерени агрессивных сред вследствие коррозии упругого элемента. При-изготовлении датчиков из стойких к агрессивным средам материалов осуществить возбуждение автоколебаний .не представл етс возможным. Цель изобретени - повышение точности измерени давлени агрессивных сред за счет исключени коррозии мембраны, изготовленной из немагнитных материалов. Эта цель достигаетс тем, что в предлагаемом датчшсе установлен посто нный магнит, взаимодействующий с резонатором электрически подсоединенным к выходу усилител , а катушки размещены на магнитопроводах, охватывающих кронштейны , и включены согласно и последовательно с входом усилител . На чертеже приведена принципиальна схема предлагаемого датчика. Датчик давлени с частотным выходом одержит упругий элемент I с мембраной 2, на которую через штуцер 3 полаетс The invention relates to a measurement and control technique, namely pressure sensors. Pressure sensors are known that contain a membrane and a resonator made of any electrically conductive material, placed in a magnetic field and included in a bridge circuit. One end of the resonator is isolated from the body. However, this sensor is characterized by a lack of stability due to imperfection of the termination of the resonator ends. The closest in technical essence to the present invention is a pressure transducer with a frequency accelerator, comprising an elastic element case, a resonator made in the form of a rectangular jumper, connected by means of an elastic membrane bracket, an electromagnetic exciter and a mechanical oscillator in the form of electromagnetic coils, and an amplifier I. 2J. However, this sensor is characterized by insufficient accuracy in the measurement of corrosive media due to the corrosion of the elastic element. In the manufacture of sensors from materials resistant to aggressive media, it is not possible to initiate self-oscillations. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the pressure of aggressive media by eliminating corrosion of a membrane made of non-magnetic materials. This goal is achieved by the fact that in the proposed sensor a permanent magnet is installed that interacts with a resonator electrically connected to the amplifier output, and the coils are placed on the magnetic cores covering the brackets and are connected in series with the amplifier input. The drawing shows a schematic diagram of the proposed sensor. A pressure output sensor with a frequency output encloses the elastic element I with a membrane 2, which is poured through the fitting 3 through

измер емое давление, перемычку 4 и кронштейны 5 и 6, изготовленные за одно целое с упругим элементом. Кронштейны 5 и 6 охватывают замкнутые магнитопроводы 7 и 8 с катушками 9 и 10. В непосредственной близости от перемычки 4 установлен посто нный магнит 11. Катушки 9 и 10 соединены между собой согласно и последовательно и подключены к входу усилител 12. Выход последнего одним проводом подключен к упругому элементу 1 в месте соединени кронштейна 6 с мембраной 2, а другим проводом - к кронштейну 5 в месте соединени его с вибрируюшей перемычкой. При такой схеме выходное напр жение усилител подключено к двум параллельно соединенным . Перва ветвь состоит из перемычки 4 и кронштейна 6, а втора - из кронштейна 5 и мембраны 2 с упругим элементом 1. По первой ветви течет ток 1- а по второй - ток причем Р прохождении тока - через перемычку 4 за счет его взаимодействи с магнитным полем посто нного магнита 11 возникает сила, отклон юща перемычку 4 от состо ни равновеси . При совпадении частоты тока I-) с резонансной частотой перемычки она начинает колебатьс . При ее колебании в магнитном поле посто нного .маг- нита в перемычке 4 наводитс ЭДС. При этом в замкнутом контуре, образованном перемычкой 4, кронштейнами 5 и б и мембраной 2, протекает ток от данной ЭДС и на катушках 9 и 1О по вл етс напр жение, вызванное колебани ми. Так как катушки включены согласно и последовательно , .напр жени с катушек складываютс и подаютс на вход усилител 12. Дл разделени возбуждающегос и наведенного напр жени число витков в катушке 1О беретс больше чем в катушке 9 в Пmeasured pressure, jumper 4 and brackets 5 and 6, made in one piece with the elastic element. The brackets 5 and 6 cover the closed magnetic cores 7 and 8 with coils 9 and 10. In the immediate vicinity of jumper 4, a permanent magnet 11 is installed. The coils 9 and 10 are connected to each other according to and in series and connected to the input of the amplifier 12. The output of the latter is connected by one wire to the elastic element 1 at the junction of the bracket 6 with the membrane 2, and with another wire to the bracket 5 at the junction with the vibrating jumper. With such a circuit, the output voltage of the amplifier is connected to two parallel-connected ones. The first branch consists of jumper 4 and bracket 6, and the second - from bracket 5 and membrane 2 with elastic element 1. A current 1 flows through the first branch and a second current flows through the first branch P through jumper 4 due to its interaction with magnetic By the field of the permanent magnet 11, a force arises which deflects the bridge 4 from the equilibrium state. When the frequency of the current I-) coincides with the resonant frequency of the jumper, it begins to oscillate. When it oscillates in a magnetic field of a constant magnet in jumper 4, an emf is induced. In this case, in a closed circuit formed by jumper 4, brackets 5 and 6, and membrane 2, a current flows from this EMF and the voltage on the coils 9 and 1 O is caused by oscillations. Since the coils are connected according to and in series, the voltages from the coils are added and fed to the input of the amplifier 12. To separate the exciting and induced voltage, the number of turns in the coil 1O is taken more than in the coil 9 in P

раз. Тргда при протекании токов i и ij.time. Trgda during the flow of currents i and ij.

наведенные напр жени в катушках 9 иinduced voltages in coils 9 and

1О будут равны и противоположны по фазе , так как направлени токов i и т противоположны на участке перемычка 4 - кронштейн 5 - мембрана 2 - кронштейн б. Таким образом замыкаетс а&токолебательна система.1O will be equal and opposite in phase, since the directions of the currents i and t are opposite in the jumper section 4 - bracket 5 - membrane 2 - bracket b. In this way, the system is closed & amphibious.

При воздействии давлени на мембрану нат жение вибрирующей перемычки измен етс частота ее собственных колебаний, по которой суд т о величине измер емого давлени .When the pressure is applied to the membrane, the tension of the vibrating jumper changes the frequency of its natural oscillations, by which the value of the measured pressure is judged.

Изобретение обеспечит повышение точности измерени давлени агрессивных сред, так как позволит возбуждать автоколебани немагнитных перемычек, например из сплавов 36НХТЮ, 52НКХБМЮ и других , обладающих высокой стойкостью к воздействию агрессивных сред.The invention will provide an increase in the accuracy of measuring the pressure of aggressive media, since it will allow to initiate self-oscillations of non-magnetic bridges, for example, from 36NHTYu, 52NKHBMYU alloys and others, possessing high resistance to aggressive media.

Claims

1.Novitsky P.V. and others. Digital devices with frequency sensors. L., 1970, p. 158.

2. USSR author's certificate

N9 1685О5, О 01 U 11 / ОО, 1961 (prototype)