Датчик тиску

Датчик тиску, що складається з розташованого в герметичному корпусі анероідного пружного чутливого елемента, кінематично з'єднаного з трибкосекторним передаточним механізмом, на трибці якого в радіальному напрямку закріплено стержневе рухоме осердя, розташоване з зазором відносно незамкнутого кільцевого осердя, на КІНЦІ якого знаходиться стержневе нерухоме осердя, що зорієнтоване в радіальному напрямку трибки і на якому розміщена обмотка збудження, причому кільцеве осердя розташовано коаксіально трибці і на ньому розміщені ВИХІДНІ обмотки, що виконані у вигляді секцій, які з'єднані зустрічно-послідовно, кожної вихідної обмотки розміщені на кільцевому осерді, при цьому до кожної із m вихідних обмоток під'єднані секції, номери яких розраховуються із виразу 2 т 1 (1+2і), де т - номер розряду вихідного коду Грея, що знімається з відповідної обмотки, і = 0,1,2,3, - натуральний ряд чисел, а в кожну із m інших вихідних обмоток зустрічно-послідовно включені секції, номери яких розраховуються із виразу 2 П 1 (1+і), де п - номер розряду вихідного двійкового коду, що знімається із відповідної вихідної обмотки, який відрізняється тим, що ВИХІДНІ обмотки, з яких знімається код Грея, порозрядно підключені через перетворювач коду Грея в двійковий код до перших входів схем "вилучення АБО із інверсією", другі входи яких порозрядно з'єднані з вихідними обмотками, з яких знімається двійковий код, а виходи схем "вилучення АБО із інверсією" підключені до чотиривходової схеми І Винахід належить до авіаційного приладобудування, може бути використаний в датчиках висоти, швидкості і т і, що спрягаються з бортовою цифровою обчислювальною машиною (БЦОМ) Відомий датчик тиску, що складається з розташованого в герметичному корпусі анероідного пружного чутливого елемента, кінематично з'єднаного з трибко-секторним передаточним механізмом, на трибці якого в радіальному напрямку закріплено стержневе рухоме осердя, розташоване з зазором відносно незамкнутого кільцевого осердя, на КІНЦІ якого знаходиться стержневе нерухоме осердя, що зорієнтовано в радіальному напрямку трибки і на якому розміщена обмотка збудження Кільцеве осердя розташовано коаксіально трибки і на ньому розміщені ВИХІДНІ обмотки, що виконані у вигляді секцій, які з'єднані зустрічно-послідовно номера яких розраховуються із виразу 2 т (1+2і), де т - номер розряду вихідного коду Грея, що знімається з відповідної обмотки, і = 0,1,2,3, - натуральний ряд чисел (Ас СРСР № 1647303, G01L 9/00, 1991, бюл №17) Недоліком пристрою є обмежені функціональні можливості, так як пристроєм неможливо одночасно отримувати вихідний сигнал і у вигляди двійкового кода, і у вигляді кода Грея, а також реалізовувати контроль працездатності датчика тиску Найбільш близьким до запропонованого є датчик тиску, що складається з розташованого в герметичному корпусі анероідного пружного чутливого елемента, кінематично з'єднаного з трибкосекторним передаточним механізмом, на трибці якого в радіальному напрямку закріплено стержневе рухоме осердя, розташоване з зазором відносно незамкнутого кільцевого осердя, на КІНЦІ якого знаходиться стержневе нерухоме осердя, що зорієнтоване в радіальному напрямку трибки і на якому розміщена обмотка збудження, причому КІЛЬКІСТЬ ВИХІДНИХ обмоток цьому КІЛЬКІСТЬ вихідних обмоток дорівнює ПОДВІЙНІЙ КІЛЬКОСТІ розрядів вихідного коду, а секції рівняється КІЛЬКОСТІ розрядів вихідного кода, а секції кожної вихідної обмотки розміщені на кільцевому осерді, при цьому в кожну із вихідних обмоток під'єднані секції, СО 00 ю 58973 кільцеве осердя розташовано коаксіально трибки і на ньому розміщені ВИХІДНІ обмотки, що виконані у вигляді секцій, які з'єднані зустрічно-послідовно, при цьому КІЛЬКІСТЬ вихідних обмоток рівняється ПОДВІЙНІЙ КІЛЬКОСТІ розрядів вихідного кода, а секції кожної вихідної обмотки розміщені на кільцевому осерді, при цьому в кожну із m вихідних обмоток під'єднані секції, номера яких розраховуються із виразу 2 т 1 (1+2і), де т - номер розряду вихідного коду Грея, що знімається з відповідної обмотки, і = 0,1,2,3, - натуральний ряд чисел, а в кожну із m інших вихідних обмоток зустрічно-послідовно включені секції, номера яких розраховуються із виразу 2 П 1 (1+і), де п - номер розряду вихідного двійкового кода, що знімається із відповідної вихідної обмотки (Пат СРСР № 1817840, G01L 9/00, 1993, бюл №19) Недоліком пристрою є обмежені функціональні можливості, так як з допомогою даного пристрою неможливо реалізувати контроль працездатності датчика тиску В основу винаходу поставлено задачу розробки датчика тиску шляхом введення у відомий датчик електронної схеми, яка реалізує вбудований контроль, що призначений для оцінки працездатності пристрою Для досягнення визначеної мети пропонується датчик тиску, що складається з розташованого в герметичному корпусі анероідного пружного чутливого елемента, кінематично з'єднаного з трибкосекторним передаточним механізмом, на трибці якого в радіальному напрямку закріплено стержневе рухоме осердя, розташоване з зазором відносно незамкнутого кільцевого осердя, на КІНЦІ якого знаходиться стержневе нерухоме осердя, що зорієнтоване в радіальному напрямку трибки і на якому розміщена обмотка збудження, причому кільцеве осердя розташовано коаксіально трибки і на ньому розміщені ВИХІДНІ обмотки, що виконані у вигляді секцій, які з'єднані зустрічно-послідовно, при цьому КІЛЬКІСТЬ вихідних обмоток рівняється ПОДВІЙНІЙ КІЛЬКОСТІ розрядів вихідного кода, а секції кожної вихідної обмотки розміщені на кільцевому осерді, при цьому в кожну із m вихідних, обмоток під'єднані секції, номера яких розраховуються із виразу 2 т 1 (1+2і), де т - номер розряду вихідного коду Грея, що знімається з відповідної обмотки, і = 0,1,2,3, - натуральний ряд чисел, а в кожну із m інших вихідних обмоток зустрічно-послідовно включені секції, номера яких розраховуються із виразу 2 П 1 (1+і), де п - номер розряду вихідного двійкового кода, що знімається із відповідної вихідної обмотки, в конструкції якого згідно з винаходом, ВИХІДНІ обмотки, з яких знімається код Грея, порозрядно підключені через перетворювач кода Грея в двійковий код до перших входів схем "вилучення АБО із інверсією", другі входи яких порозрядно з'єднані з вихідними обмотками, з яких знімається двійковий код, а виходи схем "вилучення АБО із інверсією" підключені до чотирьохвхідної схеми І Введення таких додаткових елементів, як перетворювач кода Грея в двійковий код, схем "вилучення АБО із інверсією", чотирьохвхідної схеми І, та їх підключення згідно з винаходом дає можливість здійснювати контроль працездатності датчи ка тиску шляхом порозрядного порівняння двійкового кода з кодом, отриманим на виході перетворювача кода Грея в двійковий код На кресленні (фіг) зображено функціональну схему датчика тиску з 4-розрядними вихідними кодами у вигляді кода Грея та двійкового кода Датчик тиску має пружний чутливий елемент 1, що розташований в герметичному корпусі 2 і кінематично за допомогою шатуна 3 і кривошипа 4 з'єднаний з трибко-секторним механізмом, що складається із зубчатого сектора 5 та трибки 6 На трибці в радіальному напрямку і з зазором відносно незамкнутого кільцевого осердя 7 закріплено стержневе рухоме осердя 8 Незамкнуте кільцеве осердя має на КІНЦІ стержневе осердя 9, що зорієнтовано в радіальному напрямку трибки, на якому розташована обмотка 10 живлення ВИХІДНІ обмотки 11 - 18, що виконані у вигляді секцій включені зустрічно-послідовно та розміщені на незамкнутому кільцевому осерді 7, яке розташоване коаксіально трибці Число вихідних обмоток дорівнює удвоєній КІЛЬКОСТІ розрядів вихідного кода 3 вихідних обмоток 1 1 - 1 4 знімається код Грея, а з обмоток 15 - 18 - двійковий код Номера секцій, що включені в кожну із вихідних обмоток для отримання кода Грея, можна знайти із виразу 1 де т - номер розряду кода, що знімається з відповідної вихідної обмотки, і = 0,1,2,3, - натуральний ряд чисел Номера секцій, що включені в кожну із вихідних обмоток для отримання двійкового коду, можна знайти із виразу 1 де п - номер розряду вихідного двійкового кода, що знімається з відповідної вихідної обмотки На обмотку живлення 10 подається змінна напруга U~ Присутність напруги на ВИХІДНІЙ обмотці відповідає кодовому символу " 1 " , а відсутність - кодовому символу "0" ВИХІДНІ обмотки 1 1 - 1 4 порозрядно підключені через перетворювач 19 кода Грея в двійковий код до перших входів схем 20 "вилучення АБО із інверсією", другі входи яких порозрядно з'єднані з вихідними обмотками 15 - 18, а виходи схем "вилучення АБО із інверсією" підключені до чотирьохвхідної схеми 21 І Схеми "вилучення АБО із інверсією" можна реалізувати, наприклад, на мікросхемі К531ЛП5П, чотирьохвхідну схему І на мікросхемі К555ЛИ6, а перетворювач кода Грея в двійковий код - на мікросхемах К555ЛП5 Датчик тиску працює наступним чином При подачі тиску Р в герметичний корпус 2 приладу чутливий елемент 1 прогинається, його рухомий центр переміщається на деяку величину, що залежить від величини Р Далі кривошипно-шатунна передача 3, 4 та трибко-секторний механізм 5, 6 перетворює поступальний рух центру чутливого елемента 1 в обертальний рух рухомого осердя 8 Напруга U~, прикладена до обмотки збудження 10, створює магнітний потік Ф, який замикається через нерухоме осердя 9, частину кільцевого незамкнутого осердя 7 і через рухоме осердя 8 В секціях вихідних обмоток, які перетинаються магнітним потоком Ф, наводиться напруга, а в секціях, які не перетинаються магнітним потоком, напруга не 58973 наводиться Таким чином, напруга наводиться в секціях, що розташовані на участках кільцевого осердя, причому величина його пропорцюнальна куту поворота рухомого осердя, а значить і вимірюємому тиску Секції вихідних обмоток з'єднані між собою зустрічно і послідовно Тому в ВИХІДНІЙ обмотці наводиться напруга, якщо на участкові кільцевого осердя, розташованому між рухомим і нерухомим осердями, знаходиться непарна КІЛЬКІСТЬ секцій, що включені в обмотку Якщо на участкові кільцевого осердя, розташованому між рухомим і нерухомим осердями, знаходиться парне число секцій, що входять в одну із вихідних обмоток, тоді напруга в обмотці відсутня, так як секції підключені зустрічно і напруги в них компенсуються Таким чином із вихідних обмоток 11 - 14 знімається код Грея, а з вихідних обмоток 15 - 18 - двійковий код ВИХІДНІ сигнали у вигляді кода Грея блоком 19 перетворюються в двійковий код, що порозрядно поступає на перші входи схем 20 "вилучення АБО із інверсією" На другі входи цих схем поступає двійковий код із вихідних обмоток 1 5 - 1 8 Схеми 20 виконують порозрядне порівняння вхідних сигналів і у випадку їх рівності видають сигнал рівня логічної " 1 " , а сигнал рівня логічного "0" - у випадку, коли сигнали не співпадають ВИХІДНІ сигнали схем 20 поступають на входи чотирьохвхідної схеми 21 І, яка видає сигнал рівня логічної " 1 " у випадку, коли всі сигнали, що поступають на її входи відповідають ЛОГІЧНІЙ " 1 " Якщо хоча б один вхідний сигнал відповідає рівню логічного "0", тоді на виході схеми І також буде сигнал рівня логічного "0" У першому випадку датчик буде працездатним, а в другому - непрацездатним Запропонована конструкція датчика тиску дозволяє здійснювати оцінку його працездатності за рахунок порозрядного порівняння вихідних сигналів з обмоток двійкового кода та перетворених перетворювачем кода Грея в двійковий код вихідних сигналів з обмоток кода Грея Фіг. Комп'ютерна верстка А Крулевський Підписано до друку 05 09 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна