3.2 Трансформаторные датчики давления

В авиадвигателестроении для измерения давления в диапазоне 0.6 кг/см² до 80 кг/см² нашли применение трансформаторные датчики давления ДАТ (датчик авиационный теплостойкий) с питанием 36В частоты 400Гц для работы при температуре -60 до плюс 300^оС, измерительный комплекс давления ИКД-27 на постоянном токе напряжением 27В для работы при температуре -30 до плюс 80^оС.

К

Рис.12 Конструкция датчика давления ДАТ

онструкция трансформаторного датчика ДАТ избыточного давления представлена на рис 12, а общий вид датчика на рис . Датчик имеет фланец 9 с штуцером подключения к измеряемому давлению, снабженного демпфером 11 для уменьшения пульсаций измеряемого давления, сообщающегося с измерительной полостью 8. На фланце герметично установлен чувствительный элемент 7мембранного типа, меняющий свое положение под действием измеряемого давления; величина прогиба чувствительного элемента посредством элемента 4 перераспределяет магнитный поток трансформатора 5. Трансформатор установлен на корпусе 6, приваренном к фланцу. На корпусе установлена рессора 3, служащая для улучшения функции преобразования датчика при прямом и обратных ходах чувствительного элемента. Корпус с трансформатором закрыт защитным кожухом 2, на котором установлен электрический разъем 1.

Конструкция трансформаторного датчика ИКД-27 измерения дифференциального давления представлена на рис 13, а общий вид датчика на рис . Датчик имеет фланец 9 с штуцером подключения к первому измеряемому давлению. На фланце герметично установлен чувствительный элемент 7, образующий с фланцем измерительную полость 8. К фланцу приварен корпус 6, на котором установлена половина трансформатора 5. Вторая половина трансформатора установлена на перемычке 12, привинченной к корпусу, на которой установлен “часовой” подвес 3 с противовесом, улучшающий функции преобразования датчика при прямом и обратных ходах чувствительного элемента и уменьшающий погрешность от пульсации давления. Подвес 3 соединен с чувствитель ным элементом мембранного типа 7 струной, на которой установлен перераспределитель магнитного потока 4 трансформатора. Трансформатор заключен в силовой корпус 16, герметично приваренным корпусу 6, образующим вторую измерительную полость13, сообщающуюся посредством штуцера 10 с вторым измеряемым давлением, снабженный г

Рис.13 Конструкция датчика давления ИКД-27

ермовводом 15. На чувствительный элемент действует разность давлений камер 8 и 13. Электронная часть 14, запитанная напряжением постоянного тока, вырабатывает напряжение переменного тока, питающее трансформатор, снимаемое вторичное напряжение с трансформатора, пропорциональное разности давлений, преобразуется в постоянный ток 4 – 20 мА. Вся конструкция закрыта защитным кожухом 2, на котором установлен электрический разъем 1.

3.3 Датчики давления на полупроводниковых тензорезисторах

Датчики давления на полупроводниковых тензорезисторах основаны на использовании особенности отмеченной п.2.4.4. Электронный усилитель размещается как можно ближе к чувствительному элементу с минимальной длиной проводников, связывающих его с полупроводниковыми тензорезисторами. Электронные усилители сигнала у всех датчиков идентичные, различие заключается в наличие возможности пользователю датчика производить корректировку “нуля” и положение рабочей зоны выходного сигнала: датчики Сапфир–22ДА и Зонд-10 –да, датчики ИКД–27 и АИР – нет.

Основные различия заключаются в конструкции измерительного преобразователя: материал мембран (сплав 36НХТЮ, сплав 15Х18Н12СЧТЮ, сплав 06ХН28МДТ, сталь 12Х18Н10Т, тантал, титан ВТ-10, титановые сплавы, кремний); непосредственное воздействие давления измеряемой среды на мембрану или отделение воздействия давления измеряемой среды на мембрану через её герметизацию кремнийорганической жидкостью; воздействие давления измеряемой среды не посредственно на мембрану или через рычаг.

У стройство измерительного преобразователя Сапфир–22ДИ и Сапфир–22ДИВ представлено рис.14. Мембранный тензопреобразователь 4 размещен внутри основания 10. Внутренняя полость 5 тензопреобразователя заполнена кремнийорганической жидкостью и отделена от измеряемой среды металлической гофрированной мембраной 6, приваренной к наружному контуру основания 10. Полость 3 сообщается с окружающей атмосферой. Измеряемое давление подается в камеру 7 фланца 9, который уплотнен прокладкой 8.

И

Рис.14 Устройство мембранного преобразователя давления Сапфир-22.

змеряемое давление воздействует на мембрану 6 и через жидкость воздействует на мембрану тензопреобразователя, вызывая ее прогиб и изменение сопротивления тензорезисторов. Электрический сигнал от тензопреобразователя передается из измерительного блока в электронное устройство 1 по проводам через гермовывод 2.

Устройство измерительного преобразователя Сапфир–22ДА с мембранным преобразователем отличается от Сапфир-22ДИ тем, что полость 3 вакуумирована и герметизирована.

Имеется разновидность измерительных преобразователей Сапфир–22ДИ и Сапфир–22ДИВ с непосредственным контактом измеряемой среды чувствительным элементом мембранного преобразователя, которая несколько улучшает динамические свойства датчика. Устройство таких измерительных преобразователей приведено на рис.15. Мембранный преобразователь 4 с наклеенными тензорезисторами размещен внутри корпуса 6. Измеряемое давление подается в камеру 5 и воздействует на мембрану тензопреобразователя, вызывая ее прогиб и изменение сопротивления тензорезисторов. Полость 3 сообщается с окружающей атмосферой. Электрический сигнал от тензопреобразователя передается из измерительного блока в электронное устройство 1 по проводам через гермовывод 2.

Устройство измерительного преобразователя Сапфир–22ДА с мембранно-рычажного типа представлено на рис 16 а.

Т

Рис.15 Устройство мембранного преобразователя давления Сапфир-22, Зонд–10.

ензопреобразователь 4 с наклеенными тензорезисторами размещен внутри основания 11 и отделен от измеряемой среды металлической гофрированной мембраной 6.

Мембраны 6 и 12 по наружному контуру приварены к основанию 11 и соединены между собой центральным штоком 10, который связан с концом рычага 8 тензопреобразователя с помощью тяги 9. Измеряемое давление подается в полость 7, полость между мембраной 12 и крышкой 13 вакуумирована, герметизирована и закрыта фланцем 18. Фланец 16 уплотнен с помощью прокладки 3 и заканчивается штуцером подвода измеряемого давления.

Воздействие измеряемого давления вызывает прогиб мембраны 6, изгиб мембраны тензопреобразователя 4 и изменение сопротивления тензорезисторов. Электрический сигнал от тензопреобразователя передается из измерительного блока в электронное устройство 1 по проводам через гермовывод 2.

Устройство измерительного преобразователя Сапфир–22ДД с мембранно-рычажного типа представлено на рис 16 б.

Тензопреобразователь 4 с наклеенными тензорезисторами размещен внутри основания 11 в замкнутой полости 5, заполненной кремнийорганической жидкостью, и отделен от измеряемой среды металлическими гофрированными мембранами 6 и 12. Мембраны приварены по наружному контуру к основанию 11 и соединены между собой центральным штоком 10, который связан с концом рычага 8 тензопреобразователя с помощью тяги 9. Фланцы 14 и 17 уплотнены с помощью прокладок 3 и имеют штуцера подвода измеряемых давлений с соответствующей маркировкой. Воздействие измеряемой разности давлений (большее давление подается в камеру 16, меньшее в камеру 7) вызывает изгиб мембраны тензопреобразователя 4 и изменение сопротивления тензорезисторов.

Рис. 16 Устройство рычажно-мембранного преобразователя давления Сапфир-22.

Электрический сигнал от тензопреобразователя передается из измерительного блока в электронное устройство 1 по проводам через гермовывод 2.

Измерительный блок с мембранно-рычажным преобразователем выдерживает без разрушения воздействие односторонней перегрузки рабочим избыточным давлением. Это обеспечивается тем, что при такой перегрузке одна из мембран 6 (12) ложится на профилированную поверхность основания 11.