Деформационные измерительные преобразователи давления, основанные на методе прямого преобразования

Для преобразования перемещения чувствительного элемента в сигнал измерительной информации широко применяются индуктивные, дифференциально-трансформаторные, емкостные, тензорезисторные и другие преобразовательные элементы.

Для преобразования усилия, развиваемого чувствительным элементом, в сигнал измерительной информации используются пьезоэлектрические преобразовательные элементы.

На рисунке 2.7 представлена схема дифференциально-трансформаторного (ДТ) измерительного преобразователя давления.

Рисунок 2.7 – Дифференциально-трансформаторный измерительный

преобразователь давления

Обозначения на схеме: 1 – деформационный чувствительный элемент, 2 – деформационно-трансформаторный преобразовательный элемент, 3 – тяга, 4, 5 – секции вторичной обмотки, 6 – подвижный сердечник, 7 – первичная обмотка.

К выходу вторичной обмотки подключен делитель (R1, R2), который используется при настройке преобразователя на заданный диапазон.

Формирование выходного сигнала: при протекании по первичной обмотке токаI1 возникают магнитные потоки, пронизывающие обе секции вторичной обмотки и индуцирующие в них ЭДС е1 и е2. Значения этих ЭДС связаны с взаимными индуктивностями М1 и М2

е1= 2 f I1 M1,

е2= 2 f I1 M2,

где f - частота тока I1.

При встречном включении обмоток секций 4 и 5

Е = е1 - е2 = 2 f I1 (M1-M2) = 2 f I1 M,

где М - взаимная индуктивность между первичной и вторичной обмотками.

Для унифицированного ДТ- преобразователя, имеющего во вторичной обмотке сопротивленияR1 иR2, выходной сигналVвых определяется взаимной индуктивностью Мвых между первичной обмоткой и выходной цепью

Vвых=2 f I1 Мвых.

Мвых связано с перемещением δ сердечника 6 зависимостью

, (2.8)

где Ммах – максимальное значение взаимной индуктивности между первичной обмоткой и выходной цепью, соответствующее максимальному перемещению сердечника.

Отсюда статическая характеристика ДТ –преобразователя

, (2.9)

δ мах=1, 6; 2, 5; 4 мм,

Vвых= -1 +1 В.

δ = к Р, (2.10)

где δ – деформация (перемещение) ЧЭ;

к - коэффициент преобразования.

Класс точности ДТ – преобразователя 1, 0 – 1, 5.