Устройство для измерения давления

259440 Союз Советских Социалистических Республикомитет по дел зобретеиий и сткрцтипри Совете МииистроеСССР Опубликовано 12,Х 11,1969. Б 1 оллетень 1 чс 2 за 1970 Дата опубликования описания 24,й.1970-исследовательскии и проектныи институт Не УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕ Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам,предназначенным для измерения давления.Известны устройства для измерения давления, изготовленные с учетом принципа силовой компенсации, содержащие чувствительныйэлемент, обратный магпитоэлектрпческцй преобразователь и нуль-орган, соединенный с ге.нератором импульсов и счет 1.ой схемой, выходной сигнал с которой поступает на цифро-аналоговый преобразователь; выходное напряжение преобразователя используется затем длясоздания компенсирующего тока.Однако известные устройства имеют низкуюточность измерения, ввиду влияния на нихдрейфа нуля и изменения коэффициента преобразования, связанного с состоянием окружающей среды,Описыгаемое устройство с целью улучшения его динамических свойств и ооеспеченияавтокоррекции снабжено источником компенсирующего тока, выполненным в виде генератора пилообразного напряжения, связанного снуль-органом и блоком управления черезтриггер, соединенный также с ключом, входкоторого сгязан с генератором импульсов, авыход - со счетной схемой.С целью пог 1,1 птения точности измерения внем вход 1 я горно о счетчика счетной схемы, заполнение которого соответствует числовому 30 эквиваленту поверки нуля, второго счетчика, заполнение которого соответствует числовому эквиваленту результата измерения в репернои точке с учетом поверки нуля, третьего счетчика, заполнение которого соответствует числовому эквиваленту измеряемой величины с учетом нуля, веса тарцрованного груза ц площади чувствительного элемента, и четвертого счетчика, заполнение которого соответствует числовому эквиваленту вычисленного значения измеряемой величины, соединены с генератором пмп;льсов. Причем выход третьего счетчика непосредстве 1 но, а второго через сумматор и ключи, упоавляемые импульсами, поступающими на четвертый счетчик, связаны со схемой сравнения, а выход первого счетчика соединен со входом второго.На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого устройства.Оно состоит пз чувствительного элемента, например, сильфона 1, преобразующего давление в силу, которая уравновешивается компенсирующей силой, создаваемой током в катушке 2, помещенной в зазор постоянного магнита 3 и жестко связанной с дном сильфона 1. Ток в катушке 2, пропорццональньш компенсирующей силе, создается генератором пилообразного напряжения 4 с лццей 1 о растущей характеристикой. Значение то;.а в катушке 2 МЕНястея ВО ВрЕМЕН 11 ПО Лц.1 с,111 ЭЛт Заиоцу и(2) реп5 60 65 3ток через обратный преобразователь, а следовательно, и компенсирующая сила пропорциональны времени,Положение дна сильфона, т. е. равенство измеряемой и омпсрущейруется релейным нуль-органом 5 с дифференциальным емкостным датчиком малых перемещений б, средняя пластина которого )кестко связана с катушкой и дном сильфона. Поэтому при отклонении их от нейтрали происходит разбаланс датчика и на выходе нуль-органа 5 появляется сигнал, воздействующий через триггер 7 на ключ 8 и генератор пилообразного напряжения 4, Одновременно с запуском генератора пилообразного напряжениядля измерения времени через ключ 8 посылаются импульсы от генератора 9 в счетную схему 10. Число, записанное в счстной схе)1 е 10за определенный проме)куток времени, пропорционально измеряемой силе.Счетная схема 10 состоит из ключсй 11 - 1 б,четырех двоично-десятичных счетчиков 17 - 20,схемы сравнения 21, накапливающего с)мматора 22 с параллельньвт вводом и последовательным переносом и схемы индикации 2 з.Управление устройством осуществляется с помощью блока управления 24.Устройство для измерения в реперной точкесостоит из тарелки 25, солепоидного механизма 2 б и тарированного груза 27.В описываемом устройстве реализован способ автоматической корректировки погрешностей по результатам поверки нуля и измерения в одной реперной точке, В случае измерения давления методом нулевой компенсацииреперная точка создается тарировапным грузом. Далее результат измерения вычисляетсяпо следующему алгоритму:1.=(аптиаз)Кизм Фареп аогде Рз - числовой эквивалент измеряемого давления;а - числовой эквивалент тока,соответствующий измеряемой величине;ар,п - числовой эквивалент тока вреперной точке;ао - числовой эквивалент токапри поверке нуля;постоянный множитель, который подбором Гр,п устанавливается кратным десяти;Рреп - вес тарированного груза, используемого для измерения в реперной точке;5 - площадь сильфона, поршняи т. д. Для простоты вычислений устройство настраивается таким образом, чтооы область дрейфа нуля не совпадала по знаку с измеряемой величиной, тогда 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Работуа устройстве начинают с поверки нуля, С поморцью блока управления 24 сообщают сильфон с атмосферой, перебрасывают в положение единица триггер 7, который запускает генератор пилообразного напряжения 4 и открывает кл 1 оч 8. Через ключи, 8, 11, 13 и 14 в счетчики 17 - 19 начина 1 от поступать импульсы от генератора 9. Ток в катушке растет и в момент равенства измеряемой и компенсирующей сил нуль-орган персбрасывает в поло)кение нуль триггер 7, сигнал с которого прекращает работу геператора пилообразкого напряжения и закрывает ключ 8, отсекая поступление импульсов в счеч ки. В счетчиках 17 и 19 22 нисывястс 51 пои этом числОВОЙ эквивалс 1 г тока пРи 1,ОВСРКСИУлЯ с:о, а в счетчике 18 - значение аоК.Далее производят измерение силы в репер- ИОЙ точке, для че 1 О на 2)елку 25 ПО команде с блока )1)Явления 24 кладут с помощью соленоидного механизма 2 б тарированный груз 27. Числовой эквивалент тока в рсперной точке свиреп запис.1 ваетс 5 чсРсз ключ 14 в счетчике 19, в результате чего в нем вычисляется сумма а + оо, т. е, з 1 аменатель алгоритма 11.После измерения в реперной точке атмосфернь 1 й клапан закрыва 1 от и в сильфон подают измеряемое давление. Числовой эквивалент измеряемого тока аизи записывается в счетчике 18. Тяк как ао и а, записыва 1 отся сразу В двоично-десятичный разряд, соответствующий порядку постоянного десятичного множителя К, то в счетчике 18 вычисляется значение (аизи + ао) К т. е. числитель алгоритма (2). Числовой эквивалент измеряемого давлениявычисляется с помощью схемы сравнения 21, сумматора 22, счетчика 20 и ключей 15 и 1 б. Сигнал на вычисление подается от блока управления 24. Этот сигнал открывает ключ 1 б, через который импульсы от генератора 9 поступают в счетчик 20 и одновременно на ключ 15. С каждым импульсом число, записанное в счетчике 19, параллельным кодом переносится в младшие разряды сумматора 22. Схема сравнения 21 сравнивает число в старших разрядах су 1 п 1 атора 22 с числом в счетчике 18, Тем самьв делимое, записанное в счетчике 18, получается больше делителя, подаваемого в сумматор 22, на некоторое число порядков, определяемое требуемой точностью вычислений. В момент равенства чисел, записанных в сумматоре 22 и счетчике 18, схема сравнения 21 закрывает ключ 1 б и подает команду всхему индикации 23 на индикацию числа, полученного в счетчике 20, которое является частным от деления величин (а + ио) К на ар и + ао, т. с, представляет собой числовой ЭКВИВ 1 ЛЕ 1 ГГ 1 ЗМЕ)51 С)ОГО ДЯВЛЕНИЯ РизиЧастота поверок устанавливается заранее, исход 51 13 наиООее ВСРО 511 ОГО хЯРЯКТВРЯ дРейЗаказ ВСО,10 Тираж 499 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква Ж-З 5, Раушская наб., д. 4/5 ипография, пр. Сапунова, 2 ра нуля и коэффициента преобразования, и адается блоком управления 24.В том случае, когда измерению давления не редшествует поверка нуля и реперной точки, ычисление ,и производят следующим обра:ом,Сигналом с блока управления 24 сбрасываот в нуль лишь показания сумматора 22 и .четчиков 19 и 18 и в последний через ключ 12 переписывается числовой эквивалент тока при 1 оверке нуля ав, хранящийся в счетчике 17. алее в этом счетчике записывается аи ,ычисление , производится способом, опианным выше. Перед поверкой сбрасываются ; нуль показания сумматора 22 и всех счетчи:ов 17 - 20.Периодическая поверка и коррекция показаий прибора значительно снижает все его си:тематические погрешности. П р едм ет изобретения 1. Устройство для измерения давления, со,ержащее упругий чувствительный элемент, братный магнитоэлектрический преобразоваель, нуль-орган, генератор импульсов, тригер, ключ, блок управления, счетную схему и оленоидный механизм с тарированпым груом для измерения в реперной точке, отличащееся тем, что, с целью улучшения динамических свойств устройства и обеспечения автокоррекции, оно снабжено источником ком.пенсирующего тока, выполненным в виде генератора пилообразного напряжения, связанного с нуль-органом и блоком управления через триггер, соединенный также с ключом, вход которого связан с генератором импульсов, а выход - со счетной схемой.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, ТО что, с целью повышения точности измерения,входы первого счетчика счетной схемы, заполнение которого соответствует числовому эквиваленту поверки нуля, второго счетчика, заполнение которого соответствует числовому эквиваленту результата измерения в реперной точке с учетом поверки нуля, третьего счетчика, заполнение которого соответствует числовому эквиваленту измеряемой величины с учетом нуля, веса тарированного груза и площади 20 чувствительного элемента, и четвертого счетчика, заполнение которого соогветствует числовому эквиваленту вычисленного значения измеряемой величины, соединены с генератором импульсов, причем выход третьего счет чика непосредственно, а второго через сумматор и ключи, управляемые импульсами, поступающими на четвертый счетчик, связаны со схемой сравнения, а выход первого счетчика соединен со входом второго.