Рис. 30. Индуктивный датчик давления ДПИ-20 |
Датчики давления индуктивные предназначены для измерений быстроменяющихся давлений в пневматических и гидравлических системах со сложными температурными условиями при температуре окружающей среды от –50 до +100оС и измеряемой среды до 3000оС. Датчик может работать в химически агрессивных средах.
Датчик работает следующим образом (рис. 30). Под действием измеряемого давления Р мембрана 1 датчика прогибается изменяю зазор d, что влечет за собой изменение сопротивления Z р рабочей катушки, вызывая разбаланс входного моста преобразователя. Работа индуктивного преобразователя рассмотрена в разделе 2.
Датчик входит в измерительную систему, состоящую из собственно датчика и индуктивного высокочастотного преобразователя ИВП-2 и регистратора. ИВП-2 является вторичным преобразователем в системе регистрации быстропеременных давлений, предназначенной для работы в диапазоне частот от 0 до 10 кГц и определяющей принцип преобразования давления в электрический сигнал соответствующего напряжения.
Преобразователь ИВП-2 состоит из двух независимых каналов с общим задающим генератором на частоте 40 кГц для питания низкоомного равноплечного моста (рис. 31). Сопротивления моста Z к и Z р комплексные. Их составляющие индуктивные и активные сопротивления. Начальная регулировка датчика характеризуется тем, что комплексные сопротивления его плеч Z к и Z р равны:
, (21)
где R p – активное сопротивление;
L p – индуктивность;
w – угловая частота питающего напряжения.
Рис. 31. Схема включения датчика
Балансировка моста при работе производится регулятором "установка нуля" и контролируется по нулевому значению напряжения на выходе фазочувствительного детектора.
При изменении измеряемого давления в рабочем плече датчика изменяются составляющие сопротивления моста, что приводит к разбалансу моста. Напряжение разбаланса, пройдя через усилитель, подается на фазочувствительный детектор, на выходе которого стоит фильтр, пропускающий только постоянную составляющую и ее изменения с частотой от 0 до 10 кГц. После фильтра постоянная составляющая подается на основной регистратор через выходной каскад, работающий по схеме катодного повторителя. Напряжение на выходе катодного повторителя контролируется вольтметром со шкалой 0...7,5 В. На выходе катодного повторителя предусмотрен регулятор масштаба, обеспечивающий трехкратное ступенчатое изменение чувствительности. Выход катодного повторителя рассчитан на работу с высокоомным регистратором, имеющим входное сопротивление не менее 20 кОм и входное напряжение 0...6 В.
Переменная составляющая выходного напряжения дополнительно усиливается усилителем пульсаций.
Основной характеристикой датчика, определяющего диапазон измерения давления и его градуировочную кривую и обеспечивающей согласование датчика с ИВП-2, является контрольное давление Р к.
В зависимости от Р к датчики делятся на следующие диапазоны.
Таблица 2 | |||||||||||
Диапазоны датчиков давления ДДИ | |||||||||||
№ диапазона | I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | XI |
Р к кгс/см2 |
Допускается использование датчика для среднего давления с обязательным выполнением условия
.
Таким образом, система измерения быстроменяющихся давлений включает в себя собственно датчик (рис. 30), преобразователь ИВП-2 и регистратор, в качестве которого могут быть использованы осциллографы, магнитофоны и др.
Основные технические характеристики системы измерения:
Частотный диапазон измеряемого давления
по основному каналу (неравномерность не более 20%)…0…10 кГц
по каналу пульсаций …10 кГц
Номинальное выходное напряжение
по основному каналу…6 1 В
по каналу пульсаций …3 0,15 В
Нелинейность градуировочной характеристики
по основному каналу…не более 2,5%
по каналу пульсаций … не более 2%
Нестабильность при изменении напряжения
от 220 до 240 В… не более 0,1 В