[发明专利]外置电磁激励小型振动筒压力传感器

说明书

技术领域

本发明属于电磁激励振动筒传感器的技术领域，具体涉及一种外置电磁激励小型振动筒压力传感器。

背景技术

现有电磁激励振动筒压力传感器结构为在直径18mm的敏感筒体内部放置一组呈十字交叉的电磁激励与拾振元件实现传感器机电转换功能。电磁激励原理利用电——磁——力转换原理实现功能转换，内置方式18mm振动筒结构原理，如图1所示，振动筒是一个直接感受压力的薄壁金属圆筒，筒内各有一个激励与拾振线圈通过支架相隔一定距离垂直放置，在激振线圈骨架中心装有一根导磁棒，在拾振线圈中心有一根永磁棒，线圈两极与筒壁保持一定间隙。当接通电源时，电流流过激励线圈，所产生的电磁力使筒壁振动产生径向微位移，同时筒壁与拾振线圈的间隙发生变化，在拾振线圈产生感应电势，其变化频率等于筒壁振动的固有频率，经适当的信号放大处理接至激励线圈，形成闭环正反馈。当不同的压力p作用在谐振筒壁时，筒体谐振频率发生变化，通过谐振频率的变化，而得到被测压力值。

此种传感器外形尺寸及抗振性能已不能满足现有机载及测量仪表的小型化需求。通过对小型化产品的结构分析及国外同类产品的测试分析，小型化结构可有效提高传感器抗振性能。目前随着国内大气数据系统由集中式朝着小型化、分布式和嵌入式方向发展，必须采用体积更小的压力传感器才能满足要求。目前小型化振动筒压力传感器和硅谐振压力传感器是满足此要求而可行的最佳传感器选项。国内能够自主配套的传感器也只有振动筒压力传感器，但长期停留在18mm振动筒压力传感器水平，由于国内小型化振动筒压力传感器技术发展相对迟缓导致我们的小型大气数据系统在选择传感器时倾向于选择国外的硅谐振传感器，甚至体积也较小的温度稳定性能相对较差的国外硅压阻传感器，传感器作为核心产品，面临国外军售的限制，新一代机载技术发展要求我们必须从依赖进口转向完全自主创新。此外，小型化的振动筒传感器还可用于机载发动机的多路压力控制，取代原有的硅压阻式传感器，具备了精度高、性能稳定、易于数字化的优点。

发明内容

本发明为了解决现有的电磁激励振动筒传感器不能满足小型化需求的问题，提供了一种外置电磁激励小型振动筒压力传感器。

本发明采用如下的技术方案实现：

一种外置电磁激励小型振动筒压力传感器，包括振动筒组件和电路组件，所述的振动筒组件包括保护筒、振动筒、激励线圈以及拾振线圈，所述的保护筒套设于振动筒之外，振动筒与保护筒之间的空腔为真空，振动筒的上端密闭为自由端，振动筒下端与保护筒固定连接，振动筒下端连接气体来源，其特征在于所述的激励线圈和拾振线圈分两对呈空间十字形对称固定于保护筒上。

激励线圈安装位置在振动筒长度尺寸的二分之一处，拾振线圈安装位置与激励线圈安装位置的轴向间距为2mm，激励线圈和拾振线圈与振动筒敏感元件的最小间距为0.1～0.2 mm。

所述的振动筒的下端非敏感部分固定在连接套环上，保护筒也与连接套环固定连接，连接套环底部连接气压喷嘴，气压喷嘴一端连接气体来源，气压喷嘴另一端通过连接套环与振动筒内部连通。

所述的振动筒的下端非敏感部分卡入连接套环的内孔中焊接。

所述的气压喷嘴内安装温度传感器。

所述的激振线圈和拾振线圈包括漆包线和骨架，漆包线绕于骨架上；骨架中心各装有一个线圈芯棒，线圈芯棒由一个磁芯和一根导磁棒组成。

所述的振动筒、保护筒以及连接套环选用恒弹性合金，磁芯选用钐钴合金，导磁棒选用软磁合金，气压接嘴选用不锈钢。

所述的振动筒组件两端分别通过固定支架夹紧，振动筒组件筒身下部放置电路组件通过紧固螺钉固定于两固定支架。