Сигнализатор давления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗЬ6РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социалистическик реслублик

G 01 L 19/08

G 01 L 9/10.foe JA3pcTQNllblN камитэт

СССР (53) УДК 531.787 (088.8) У

Опубликовано 23.05.81. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 25.05.81 вю делам вэеаретеннй и еткрытий (72) Авторы изобретения

1О. А. Нартов, А. М. Красовицкий, Г. П. Сидо

Научно-исследовательский технохимический бытового обслуживания «НИТХИБ (71) Заявитель (54) СИГНАЛИЗАТОР ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к приборостроению и используется для измерения низких давлений.

Известно устройство, содержащее чувствительный элемент с размещенными на нем тензорезисторами (1).

Недостатком данного устройства является низкая чувствительность.

Известен сигнализатор давления, содержащий корпус, в котором установлен чувствительный элемент с жестким центром, соединенным с одним из полюсов постоянного подвижного магнита, концентраторы магнитного потока с магниточувствительными элементами, соединенными с измерительной схемой, установленные вдоль оси перемещения чувствительного элемента (2).

Недостатком известного устройства является низкая чувствительность при измерении низкого давления из-за влияния жесткости, чувствительного элемен а.

Цель изобретения — повышение чувствительности сигнализатора.

Поставленная цель достигается тем, что в него введен дополнительный постоянный магнит, обращенный к полюсу подвижного магнита полюсом противоположного наименования.

С целью повышения надежности, измерительная схема выполнена в виде двух транзисторов, в базовые цепи которых включены магниточувствнтельные элементы, а в коллекторные — обмотки, расположенные на двух идентичных замкнутых сердечниках с общей обмоткой, соединенной с базовыми цепями транзисторов.

На фиг. 1 изображен сигнализатор дав10 ления с измерительной схемой; на фиг. 2 и3вольтамперные характеристики магнитодиодов.

Сигнализатор состоит из герметизированного корпуса 1 с заглушкой со штуцером

2. Внутри корпуса на стойке с отверстиями

3 закреплен чувствительный элемент 4 с жестким центром (сильфон), соединенный штангой 5 с постоянным магнитом 6, Один из полюсов этого магнита взаимодействует с противоположным полюсом дополнительзт ного неподвижного магнита 7. На внешней. поверхности герметизированного корпуса 1 вблизи подвижного постоянного магнита 6 расположены стальные концентраторы 8 и 9

832371 зю

Формула изобретения

55 магнитного потока, в разрезах которых размещаются магнитоуправляемые диоды 10 и 11. Эта часть конструкции закрыта экраном 12.

Магнитоуправляемые диоды электрически соединены между собой и с источником 5

13 постоянного напряжения. Эти диоды вместе с резисторами 14 и 15 образуют цепи смещения транзисторов 16 и 17, коллекторные цепи которых нагружены обмотками 18 и

19, расположенными на полностью замкнутых сердечниках 20 и 21. Параллельно об1О моткам включены конденсаторы 22 и 23.

При наличии переменных токов в цепях обмоток, образованные ими магнитные потоки проходя встречно по совмещенным стержням сердечников, взаимодействуют как раз- 15 ность с общей обмоткой 24. Концы этой обмотки через переходные емкости подключены к базам транзисторов 16 и 17.

Параметры обмоток 18 и 19, сердечников 20 и 21, а также емкости конденсаторов

22 и 23 выбираются одинаковыми. Если возникает технологический. разброс параметров индивидуальных обмоток, то начальная балансировка схемы по току в обмотках производится с помощью резистора 25, соединенного с источником 13 питания.

Сигнализатор работает следующим образом.

В начальный момент перед откачкой давление внутри корпуса и сильфона одинаковое, поэтому постоянный магнит 6 занимает исходное состояние. Вследствие этого его пространственное положение таково, что магнитодиод 10 находится под воздействием более сильного магнитного поля, чем магнитодиод 11. Этому состоянию соответствуют характеристики (фиг. 2 и 3).

По мере уменьшения давления происходит увеличение размера сильфона за счет имеющегося в нем начального давления, что вызывает перемещение подвижного магнита 6 в сторону неподвижного магнита 7.

По мере приближения магнита 6 к магниту 7, к усилию, развиваемому за счет перепада давлений в сильфоне и корпусе, прибавляется усилие, формируемое взаимным притяжением магнитов 6 и 7, и пропорциональное квадрату магнитного потока, что увеличивает чувствительность датчика и изменению перепада давления.

Начальный период откачки характеризуется тем, что в концентраторе 8 магнитный поток больше, чем в концентраторе 9. Это значит, что магнитодиод 10 находится под воздействием более интенсивного магнитного поля, чем магнитодиод 11. На фиг. 2 и 3 показаны вольтамперные характеристики магнитодиодов и нанесены нагрузочные прямые, обусловленные наличием резисторов

14 и 15. Как следует из этих графиков, в этот период напряжение на базе транзистора 16 меньше, чем на базе транзистора 17.

Поэтому токи коллекторов этих транзисторов не равны между собой, что создает в сердечнике 20 меньший магнитный поток, чем в сердечнике 2!. Это приводит к неравенству магнитных сопротивлений сердечников и появлению индуктивной связи между общей обмоткой 24 и индивидуальнымй обмотками 18 и 19. Концы обмотки 24 включены таким образом, что в схеме образуется отрицательная обратная связь по напряжению.

По мере уменьшения давления и смещении подвижного магнита рабочие точки на семействах характеристик (фиг. 2 и 3) смещаются в направлении стрелок и в некотором положении подвижного магнита (фиг. 1) схема оказывается сбалансированной полностью. Состояние баланса при одинаковых параметрах транзисторов 16 и 17, обмоток

18 и 19 и сердечников 20 и 21 наступает при равенстве токов в цепях магнитодиодов 10 и 11, имеющих величину 1ср. В электрическом отношении это состояние характеризуется исчезновением в схеме отрицательной обратной связи и связи между индивидуальными обмотками 18 и 19 и общей обмоткой

24, так как потоки Ф и Ф (фиг. 1) оказываются равными и взаимно скомпенсированными.

При продвижении постоянного магнита 6 ситуация в схеме изменяется, так как сердечник 20 подмагничен большим магнитным потоком, чем сердечник 21, а следовательно, в схеме возникнет положительная обратная связь, приводящая к ее самовозбуждению и появлению на выходе сигнала Uq», который используется для индикации.

Изобретение позволяет повысить чувствительность сигнализаторов давления.

1. Сигнализатор давления, содержащий корпус, в котором установлен чувствительный элемент с жестким центром, соединенным с одним из полюсов постоянного подвижного магнита, концентраторы магнитного потока с магниточувствительными элементами, соединенными с измерительной схемой, установленные вдоль оси перемещения чувствительного элемента, отличающийся тем,. что, с целью повышения чувствительности сигнализатора, в него введен дополнительный постоянный магнит, обращенный к полюсу подвижного магнита полюсом противоположного наименования.

2. Сигнализатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, измерительная схема выполнена в виде двух транзисторов, в базовые цепи которых включены магниточувствительные элементы, а в коллекторные — обмотки, расположенные на двух идентичных замкнутых сердечниках

832371 с общей обмоткой, соединенной с базовыми цепями транзисторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 249700, кл. G 01 L 9/04, 06.07.69., 2. Авторское свидетельство СССР № 310145, кл. G 01 L 13/02, 09.07.69.

832371

Составитель В. Козлов

Редактор О. Черниченко Техред А.. Бойкас Корректор Г. Решетник

Заказ 3743/73 Тираж 9()7 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4