Номер патента: U 536

Опубликовано: 30.06.2002

Автор: Довгяло Дмитрий Александрович

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Полоцкий государственный университет(73) Патентообладатель Полоцкий государственный университет(57) Датчик давления, содержащий корпус с установленными в нем мембраной, магнитной системой, микроэлектронным преобразователем Холла, размещенным в зазоре магнитной системы, и платой с установленным на ней ограничителем хода мембраны, отличающийся тем, что магнитная система использована квадрупольная раздвижная и одна ее часть жестко связана с мембраной, микроэлектронный преобразователь Холла жестко установлен во второй неподвижной части системы, а ограничитель хода мембраны выполнен в виде втулки из магнитного материала.(56) 1. А.с. СССР 1675704, МПК 1 01 9/14, 1991. 2. Хомерике Гальваномагнитные элементы и устройства автоматики и вычислительной техники. М. Энергия, 1975. - . 90. 3. А.с. СССР 1749736, МПК 1 01 9/14, 19/06, 1992. 4. Патент на полезную модель 230, МПК 01 9/14, 2001 (прототип). Фиг. 2 Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, в частности к датчикам давления с использованием в качестве преобразователя перемещения упругого чувствительного элемента микроэлектронного преобразователя Холла, предназначенным для измерения давления газа или жидкости. 536 Известен датчик давления 1, содержащий корпус с установленной в нем приемной мембраной, отделяющей входной штуцер от внутренней полости прибора. На мембране одним концом закреплен шток из немагнитного материала, другой конец которого закреплен на пластинчатой пружине. В корпусе закреплена плата,на которой размещены два плоских концентратора, в зазоре между ними размещен преобразователь Холла, к которому одним из своих полюсов обращен постоянный магнит. В этой конструкции существует механическая система с трущимися поверхностями, винтовыми соединениями и плоской пружиной, что существенно ограничивает ресурс датчиков этого типа. Недостатком датчика давления 1 является низкая точность измерений, обусловленная нелинейной зависимостью выходного напряжения датчика от величины перемещения постоянного магнита 2. Известна также конструкция дифференциального манометра 3, включающая корпус с установленной в нем мембраной, связанной штоком с якорем из магнитного материала, который расположен в разделительной трубке из немагнитного материала. Перемещение якоря отслеживает ферромагнитное кольцо, расположенное снаружи разделительной трубки и закрепленное в упругом центрирующем подвесе, с которым связан электрический измерительный преобразователь, выполненный в виде двух датчиков Холла, размещенных в зазоре магнита. В данной конструкции возникают погрешности, связанные с наличием передаточных элементов,что значительно увеличивает погрешность измерений. Кроме того, в конструкции применяется два постоянных магнита. Магнитное поле якоря значительно влияет на датчики Холла и вносит дополнительную систематическую погрешность измерений. Наиболее близким по технической сущности к полезной модели является датчик давления 4, содержащий корпус с установленными в нем мембраной, магнитной системой, микроэлектронным преобразователем Холла, размещенным в зазоре магнитной системы, которые имеют возможность взаимного перемещения друг относительно друга, и закрепленной в корпусе платой преобразования сигнала и питания. В этой конструкции используется дипольная магнитная система жестко связанная с мембраной, а микроэлектронный преобразователь Холла неподвижно установлен на плате. За счет применения дипольной магнитной системы градиент магнитной индукции в направлении механического перемещения имеет достаточно высокое значение. Однако данная система имеет невысокую линейность преобразования линейность сохраняется лишь на незначительном участке А-Б (фиг. 1). Задача полезной модели - повышение точности и линейности измерений, расширение динамического диапазона работы и устранение влияния сильных внешних электромагнитных полей на работу магнитной системы. Поставленная задача решается тем, что в датчике давления, содержащем корпус с установленными в нем мембраной, магнитной системой, микроэлектронным преобразователем Холла, размещенным в зазоре магнитной системы, которые имеют возможность взаимного перемещения друг относительно друга, и закрепленной в корпусе платой преобразования сигнала и питания с установленным на ней ограничителем хода мембраны, в отличие от прототипа использована квадрупольная раздвижная магнитная система, одна часть которой жестко связана с мембраной, микроэлектронный преобразователь Холла жестко установлен во второй неподвижной части системы, а ограничитель хода мембраны выполнен в виде втулки из магнитного материала. Это позволяет защитить магнитную систему от воздействия сильных внешних электромагнитных полей. За счет применения квадрупольной раздвижной магнитной системы градиент магнитной индукции в направлении механического перемещения имеет очень высокое значение, что обусловливает увеличение точности измерений. Кроме того, зависимость величины магнитной индукции в такой системе от механического перемещения имеет значительный линейный рабочий участок С-К (фиг. 1), что обусловливает увеличение линейности, точности измерений и расширение динамического диапазона работы. На фиг. 1 приведена зависимость изменения магнитной индукции В от величины перемещения . На фиг. 2 изображен датчик давления (разрез). В корпусе 1 датчика установлена гофрированная мембрана 2 с жестким центром, отделяющая входной штуцер 3 от внутренней полости прибора. К жесткому центру мембраны 2 жестко крепится прокладка 4, на которой жестко установлена одна часть квадрупольной раздвижной магнитной системы 5. Микроэлектронный преобразователь Холла 6 с помощью немагнитного клеевого соединения жестко установлен во второй части 7 квадрупольной раздвижной магнитной системы, которая неподвижно укреплена на прокладке 8 и затем на плате 9. На плате 9 собраны схема преобразования сигнала и питания и установлена втулка 10. Плата 9 крепится к корпусу 1 с помощью втулки 11. Выводы от платы 9 подведены к разъему 12, который помещен во внутреннее отверстие втулки 14. Разъем 12 и втулка 14 установлены на крышке корпуса 13. Датчик давления работает следующим образом. Регулировкой схемы, расположенной на плате 9 и подбором высоты прокладки 8, устанавливается нулевая (начальная) точка рабочей характеристики. Датчик помещается в анализируемую среду. Под действием давления среды происходит деформация мембраны 2,перемещение одной части квадрупольной раздвижной магнитной системы 5 относительно неподвижных микроэлектронного преобразователя Холла 6 и второй части квадрупольной раздвижной магнитной системы 2 5367. Изменяется магнитный поток, пронизывающий плоскость микроэлектронного преобразователя Холла 6,что приводит к изменению выходного сигнала. По этому изменению можно судить о величине давления,воздействующего на датчик. Элементы 10 и 14 служат для защиты магнитной системы от перегрузочного давления. Элемент 10 из магнитного материала, что позволяет осуществить защиту магнитной системы от воздействия сильных внешних электромагнитных полей. При изготовлении необходимо выдерживать расстояние(фиг. 2). Фиг. 1 1 - дипольная магнитная система 2- квадрупольная раздвижная система. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 3

МПК / Метки

МПК: G01L 9/14

Метки: датчик, давления

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/3-u536-datchik-davleniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Датчик давления</a>

Похожие патенты