Устройство для измерения давления

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистицесеа Республик(и 679834 1) Дополнительное к авт, свид-ву Заявлено 03,12.76 (21) 2426132/18 М 01 1. 9/00 присоединением заявки М23) ПриоритетОпубликовано 15.08.79,есудврствеииьб исмвтет СССР вв делам изебретеии и открытий(71) Заявите Государственный научно-исследовательский инст теплознергетического приборостроения 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕН 1.я к области приборо- использовано в црибоения, перепада давления и на принципе силозо ос Изобретение относитстроения и может быль родеист рах для измерения давл вня и т, д., основаннь времени Целью родейств Указ лагаемомпшенке быс изобретения является по я устройства для иэмере анная цель достигается темустройстве между выхперемещения в электрич ия давления для измерения давления й элемент и преобра, что в предодом преобраский сигнал ат быстродейстте усиления.по техниеном включеальной харак. эменения выи апериодическим усилительным эв но нелинейное звено с пропорцион теристикой в диапазоне рабочего и ходного сигнала преобоазователя пе и релейной характеристикой за пре рабочего днаазона.Релейное воздействие сигнала большо ремещения делами его с силовои тельный икнув систусилительнроцесса спосо я устройств одическо чины на вена во мя переходногению быстродей ав повыш лом ма2 -представлена ст я измерения давстика нелинейного з На фиг стройствахара ктери ления; на фн ена; на фиг. иного звена. хема урокомпенсации.Известны устройствасодержащие чувствительньзователь недокомпенсации сил с силовым мехнизмом обратной связи 11Такие устройства имеют низкоевие при наличии насыщения в трак Наиболее близким к изобретешпоческой сущности является датчиккомпенсацией, содержащий чувствиэлемент, соединенный через подвдатчика и передаточный рычажныйс входом преобразователя перемерический сигнал, апериодическоезвено, выход которого через преоэлектрического сигнала в усилие сподвижной системой датчика. Вве выход преобразователя перемерический сигнал соединен с входоческого усилительного звена 2,механизмщения в электусилительное бразовательоединен с таком устрбйстщения в электм аперисцщ-тком известного устройства для изавления является его низкое быст.е, обусловленное большой постояннойапериодического звена.679834нелинейного звена 5. Преобразованное в соот.ветствии с характеристикой нелинейного звена5 1 фиг, 2) напряжение воздействует на входапериодического усилительного звена 6, а за.тем в виде постоянного тока идет в обмоткупреобразователя электрического сигнала в уси.лие компенсации. Этот же ток является выход.ным сигналом устройства для измерения дав.ления.0 Во время переходного процесса, то есть завремя, пока усилие компенсации не станетравным измеряемому, преобразователь 4 пере.мепения в электрический сигнал воспринимаетперемещение, превышающее его рабочий диапа 5 эон, поскольку потери усилия в жесткости под. ю. вижной системы на 2 - 3 порядка меньше измеряемых усилий, При этом нелинейное звено 5работает на релейном участке, согласно егохарактеристике, показанной на фиг. 2,20 Таким образом, во время переходного про.цесса на вход усилительного устройства 6 поступает релейный сигнал, величина которогопревышает величину входного сигнала усилительного устройства известного устройства. Оче.видно, чем бо:.ьше входное воздействие наусилительное апериодическое звено, тем вышебыстродействие устройства в целом. 30 3Устройство содержит чувствительный элемент1, последовательно соединенный через подвиж.ную систему 2 и передаточный рычажный меха.ниэм 3 с входом преобразователя 4 перемещения в электрический сигнал, нелинейное звено 5, апериодическое усилительное звено 6, выход которого через преобразователь 7 электрического сигнала в усилителе соединен с подвижной системой 2.Нелинейное звено 5, схема которого данана фиг. 3, содержит масштабный усилитель 8, к выходу которого подключен нелинейный преобразователь 9, включающий в себя опера.ционный усилитель 10, резисторы 11, 12, 13 и два диода 14, 15, причем вход нелинейного преобразователя через резисторы 11 и 12 подкл чен к инвертирующему входу операционного усилителя 10, который через резистор 13 соединен с выходом операционного усилителя; не.инвертирующий вход последнего подключен к общей клемме, а второй резистор шунтирован разнополярно подключенными диодами 14 и 15Масштабный усилитель 8 служит для заданиявеличины 0 пропорционального участка характе ристики нелинейного звена 1 фиг, 2), При этом коэффициент передачи нелинейного преобразова теля 9 определяется отношением резисторов 13 и 12, поскольку величина сопротивления резистора 11 выбрана значительно меньшей, чем у резисторов 12, 13 (приблизительно в 100 раэ). Велищщы сопротивлений резисторов 12, 13 равны между собой; таким образом, на пропорциональном участке характеристики коэффипакнт передачи нелинейного преобразо.вателя К равен 1.Когда напряжение на выходе масштабногоусилителя превышает напряжение отпирания диода 14 или 15, диод открывается, шунтируя резистор 12, коэффициент передачи нелинейного преобразователя, определяемый теперь отношением резисторов 13 и 11, резко возрастает.При этом формируется репейный участок харак.теристики нелинейного звена (фиг, 2), Требуе.мая величина 3 получается при дальнейшем ослаблении и ограничении выходного сигнала нелинетщого преобразователя.Устройство работает следующим образом, Изменение входного параметра (давления)преобразуется чувствительным элементом 1 визменение силы, под действием которой пере.мещается подвижная система 2, Через передаточный рычажный механизм 3 зто перемещение передается на преобразователь 4 перемещения в электрический сигнал, с выхода которого напряжение постоянного тока поступает на вход55 Фо р мул а и э обре те н ия Устройство для измерения давления, содержащее чувствительный элемент, соединенный черезподвижную систему и передаточный рычажныймеханизм с входом преобразователя перемещения в электрический сигнал, а также усилитель.ное устройство, выход которого через преобразователь электрического сигнала в усилиесоединен с подвижной системой датчика, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, между выхо.дом преобразователя перемещения в электрический сигнал и входом усилительного устрой.ства включено нелинейное звено с пропорциональной характеристикой в диапазоне рабочегоизменения выходного сигнала преобразователяперемещения и релейной характеристикой запределами его рабочего диапазона.Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе1. Авторское свидетельство СССР И 4468120,кл. 6 01 1., 1973,2. Орнатский П, П, Автоматические иэмере.ния и приборы, Киев, 1973, с. 34-35 (прото.тип).679834 еда аказ 4779ЦНИ Тираж 1090 ПодписноеИПИ Государственного комитета СССРделам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Проектная,ППП "Патент", г. Ужгород,Составитель Г. Виноградова ибер Техред З.фанта Корректор Н 1 орв