Деформационные измерительные преобразователи давления, основанные на методе прямого преобразования

Индуктивные измерительные преобразователи давления

Принцип действия

Выпускаемые в настоящее время измерительные преобразователи давления, основанные на методе прямого преобразования, различаются как видом деформационного чувствительного элемента, так и способом преобразования его перемещения или развиваемого им усилия в сигнал измерительной информации. Для преобразования перемещения чувствительного элемента в сигнал измерительной информации широко применяются индуктивные, дифференциально-трансформаторные, емкостные, тензорезисторные и другие преобразовательные элементы. Преобразованные усилия, развиваемого чувствительным элементом, в сигнал измерительной информации осуществляется пьезоэлектрическими преобразовательными элементами. [3]

Схема принципиальная

На рис. 51 показана схема измерительного преобразователя давления, оснащенного преобразовательным элементом индуктивного типа. Мембрана 1, воспринимающая давления, является подвижным якорем электромагнита 2 с обмоткой 3. Под действием измеряемого давления мембрана 1 перемещается, что вызывает изменение электрического сопротивления индуктивного преобразовательного элемента.

Рис. 51. Схема индуктивного измерительного преобразования давления

Уравнения и соотношения

Если пренебречь активным сопротивлением катушки, магнитными потоками рассеяния и потерями в сердечнике, индуктивность L преобразовательного элемента можно определить по формуле:

,

где W – число витков катушки;

l_с, S_с – длина и площадь поперечного сечения ферромагнитного сердечника;

d – длина воздушного зазора между мембраной и электромагнитом;

m_с, m₀ – магнитная проницаемость сердечника и воздуха;

S – площадь поперечного сечения воздушного участка магнитопровода.

Полученное выражение можно представить в виде:

L = W ²m₀ S /d,

Принимая во внимание, что величина деформации мембраны пропорциональна измеряемому давлению:

d = k₁P,

преобразуем уравнение к виду:

L = W ² m₀ S/(k₁P)

Это уравнение представляет собой статическую характеристику измерительного преобразователя давления индуктивного типа.

Погрешности

Основная погрешность индуктивных преобразователей давления ± (0.2 – 5) %, постоянная времени (61 – 3) 10^-4 с.

Область применения

Диапазон измеряемых давлений зависит от толщины мембраны. Так при давлениях 0.5 – 1.0 МПа толщина мембраны 0.1 - 0.3 мм, а при давлениях 20 – 30 МПа – 1.3 мм. Рабочее перемещение мембраны составляет сотые доли миллиметра. Используются в САУ.

Дата добавления: 2014-01-20