Вакуумметр

ОПИСА ИЗОБРЕТ И фоеэ Советских фт 4 ивлистическии ВеслубликВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 61) Дополиителъиое к авт, св 2) Заявлено 11.04.77 (21) 247присоедииеиием заявки Мо 18-1 Госуд рстаснны 1 коматеСССРмам нзобрстсмнйа открытка 3) Приорите Олубликоваио 05.09.79. Бюллетень М ата опубликования описания 0509,7 2) Авторы ИЗОбрЕтЕИИя Е.Ф.Комаров, Е.А.Пенчко и В.В.Панюшкин Заявител 4) ВАКУУ ется повы ение габа тени я явл и и умень куумметр а Целью изобр 25 шени е надежно с ритов и веса в Эта цель до вакуумметр, со ческий преобра ЗО ный через параем, что в тигается ержащий ователь, лельно с анометриподключе енные Изобретние относится к области вакуумной техники, в частности к измерению давления разреженного газа,Для измерения давления разреженного газа большое распространение получили электронные, иониэационные и магнитные злектроразрядные вакуум- метры с обзорной логарифмической шкалой, перекрывающей несколько порядков давления 1). По таким шкалам удобно отсчитывать давление, облегчается запись и управление технологическим процессом по давлению.Для исключения дополнительной погрешности измерения давления вакуумметром, вызванной флюктуацией напряжения питания в них применяются стабилизаторы. Они не допускают отклонения параметров питания .манометрического преобразователя за допустимые пределы, поддерживают постоянный режим работы измерительного блока, Стабилизация напряжения порядка нескольких киловольт для питания преобразователя магнитного электрораэрядного вакуумметра является задачей повышенной сложности. Стабилизаторы вакуумметров выполняются обычно в виде отдельного узла. Это приводит к усложнению схемы, ув личению габаритов и веса прибора, увеличению потребляемой мощности и стоимости и снижению надежности,В отечественном магнитном электроразрядном вакуумметре ВМБ2, который по технической сущности является наиболее близким к предлагаемому, стабилизатор напряжения включает в себя проходной трансформатор, несколько транзисторов, резисторов, полупроводниковых диодов, стабилитронов и конденсаторов. К первичной обмотке силового трансФорматора вакуумметра последовательно подсоединен проходной трансформатор. В его вторичную обмотку включены регулирующие транзисторы, которые управляются с выхода усилителя, один из входов которого подключен к опорному напряжению, а другой - к выпрямленному напряжению от сетевого трансформатора.60 логарифмирующее устройство и усилитель к измерительному прибору, иблок питания с выпрямителем, введенысоединенные последовательно источникпостоянного опорного напряжения иреэисторний делитель, второй конецкоторого подключен к выпрямителю,при этом услитель выполнен операционным и его первый входсоединен с манометрическим преобразователем, а второй - со среднейточкой резисторного делителя,При использовании манометрического преобразователя со степенной,в частности линейной, зависимостьювыходного сигнала от давления и,во всем диапазоне введение в опе,рационный усилитель сигнала об отклонении напряжения сетевого питания позволяет скорректировать логарифмическую кривую вакуумметра дономинального уровня. В результатеисключается стабилизатор напряженияпитания манометрического преобразо"вателя из измерительной схемы вакуумметра.На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого вакуумметра.Вакуумметр состоит нз манометрического преобразователя 1, работукЬторого обеспечивает блок питания 2.цепь выходного сигнала манометрического преобразователя 1 соединена свходомфа операционного усилителя 3. Операционный усилитель 3 поэтому входу шунтирован логарифмирующим устройством 4. Выходной сигналс операционного усилителя 3 подаетсяна измерительный прибор 5 (например,вольтметр) . Другой вход б операционного усилителя 3 соединен сосредней точкой резисторного.делителя, один из концов б которого связан с источником постоянного опорного напряжения 7, а другой 8 - свыходом выпрямителя 9 сетевого напряжения,Токовой сигнал с выхода манометрического преобразователя 1 можнопредставить в виде суммы двух слагаемых: номинального значения 1 н иприращения д 1, зависящего от отклонения режимов питания от номинальных, вызванных изменением напряжениясети. 1= 1+ ь 1 Этот суммарный сигнал подается на входаоперационного усилителя 3, Напряжение на его выходе.це(1 дИ:+1 1 ) Выхн выкО где К - коэффициент пропорциональности, 5 10 )5 20 25 30 35 40 45 50 55 Величина - 1/1 - не что иное,какотносительная ошибка измерения давления, не.зависящая от давления,61 ьР1 Рвызванная отклойеннем отсчета от номинального при изменении напряжениясетевого питания. На графике отсчетадавления вольтметром 5 ПЕык= ГЪп 1(Р)мы имеем прямую, пропорциональнуюЪп 1(Р) . Отклонение напряжения питания вакуумметра от номинальногобудет приводить к ее смещению вверхили вниз на величинУ дПЭиха ф пропорциональную ааибке д 1/Т.Одним из свойств операционногоусилителя является то, что, подаваяна другой его вход ( б ) какоелибо напряжение, на выходе получаемпропорциональное ему напряжениеУВЫ и рабочая характеристика сдвигается вверх или вниз на величинуэтого напряжения.Схема вакуумметра рассчитывается,исходя из условия компенсации изменения напряжения на выходе операционного усилителя ЗдПпри отклонениитока преобразователя 1 от изменениянапряжения сетевого питания приращением напряжения иа выходе усилителяЗаПвьк , управляемым прямо напряжением сети через выпрямитель 9 и делитель иэ резисторов 8 и б. Для этогопри заземленном входе фкцбоперационного усилителя З,измеряется приФ,ращение напряжения а 0 в,а при вариации напряжения питания сети по входуфс на Фиксированную величину. Эатем выбирается значение опорного напряжения источника 7, величина кото"рого поддерживается постоянной, ирассчитываются резисторы 8 и б, исходя из условия, чтобы при одном итом же изменении напряжения сетевого питания д 0 ефвек о д) Вь)(,и 6двык Ю =ДО 9,0"вф "Ьгде 0- изменение напряжения на выходе выпрямителя 9 уВ,8 и Вь - величины резисторов8 иб; - коэффициент передачи напряжения операционным усилителем 3 повходу басф,Предлагаемое техническое решениевакуумметра позволяет существенноповысить надежность прибора путемисключения стабилизатора Рапряжения,снизить его стоимость, габаритыи вес при сохранении высокой точности измерения давления. Формула и зобрет ения Вакуумаетр, содержащий манометрический преобразователь, подключенный через параллельно соединенныеСоставитель О.ПолевТехред С,Мигай Корректор В.Бутяга Редактор И.Петрашень Заказ 5273/33 . Тираж 1090 ПодписноеЦИНИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д.4/5 филиал ППП фПатент, г ужгород, ул,Проектная,4 5 684354 6 логарифмирующее устройство и усилитель операционными и.его первый вход соек иэмеритльнсму прибору, и блок динен с манометрическим преобразовапитания с выпрямителем, о т л и ч а- телем, а второй - со средней, точкой ю щ и й с я тем, что, с целью паны- реэисторного делителя; щения надежности и уменьшения габари- Источники информациипринятые тов н веса вакуумметра, в него вве- во внимание при экспертизе дены соединенные последовательно ис ). Востров Г.А . и,др. Вакуумметточник постоянного опорного напряже- .ры, Л., 1967, с.82. ния и реэисторный делитель, второй 2. Вакуумметр ВМВ, Вакуумная конец которого подключен к выпрями- ;техникаф, Справочные материалы. телю, при этом усилитель выполнен МРеклама 1975, с.86