Датчик давления

(12) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(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, отличающийся тем, что магнитная система использована дипольная и жестко связана с мембраной, а микроэлектронный преобразователь Холла неподвижно установлен на плате в корпусе. 230 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. 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 которыми 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. Известен также датчик давления 2, имеющий корпус, в котором размещен первичный преобразователь давления механического типа. К первичному преобразователю подсоединен механоэлектрический преобразователь, подвижная деталь которого соединена с постоянным магнитом, взаимодействующим с преобразователем Холла. В этой конструкции происходит осевое смещение магнита. Недостатком известных датчиков давления 1,2 является низкая точность измерений, обусловленная нелинейной зависимостью выходного напряжения датчика от величины перемещения постоянного магнита 3. Наиболее близким по технической сущности к полезной модели является дифференциальный манометр 4,включающий 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. Задача полезной модели - повышение точности измерений. 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, в отличие от прототипа 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 высокое значение. Кроме того, устраняется паразитное влияние второго постоянного магнита, что обусловливает увеличение точности измерений. Полезная модель поясняется чертежом, на котором 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 дипольная магнитная система 5. На подставке 6 установлен микроэлектронный преобразователь Холла 7, выводы от которого подведены к плате 8 со схемой преобразования сигнала и питания. На плате 8 установлены ограничители хода мембраны 9. Плата 8 крепится к корпусу 1 с помощью втулки 10. Выводы от платы 8 подведены к разъему 11, установленному на крышке корпуса 12. Датчик давления работает следующим образом. Регулировкой схемы, расположенной на плате 8, устанавливается нулевая (начальная) точка рабочей характеристики. Датчик помещается в анализируемую среду. Под действием давления среды происходит деформация мембраны 2, перемещение дипольной магнитной системы 5 относительно начального положения. Изменяется магнитный поток, пронизывающий плоскость микроэлектронного преобразователя Холла 7, изменяется выходной сигнал. По этому изменению можно судить о величине давления, воздействующего на датчик. Элементы 4, 6, 9 выполнены из немагнитного материала. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.