Устройство для измерения давления

(506 01 1 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЛЬСТВ К АВТОРСКОМУ рукатикое свидетел С 01 Ь 11 /00 е свидетельс С 01 Ь 11/00 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРпО делАм изОБРетений и ОтнРыти(71) Уральский филиал Всесоюзногонаучно-исследовательского и констторского института Цветметавтомка(56) 1. Авторс ьство СССРМ 427256, кл. 1972.2. Авторско тво.СССРМ 771486, кл. 1978(54)(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯДАВЛЕНИЯ, содержащее автогенераторный измеритель, включающий в себярабочий измерительный преобразователь, первый управляемый ключ, счетчик и блок управления, о т л и ч а ю-,щ е е с я тем, что, с целью повышения точности путем исключения влияния дестабилизирующих факторов нарезультаты измерений, оно дополнительно снабжено блоком компенсациинестабильностей, содержащим последовательно соединенные триггер, форми-.рователь сигнала ошибки, формирователь управляющего сигнала, выход которого соединен с входом управляе мого генератора импульсов и выходом блока управления, формирователь коротких импульсов, отсчетное устройство и два управляемых коммутатора, а автогенераторный измеритель выполнен управляемым и дополнительно содержит компенсационный измерительный преобразователь, подключенный к нему через второй управляемый ключ, при этом рабочий и компенсационный преобразователи выполнены индуктивными, выход автогенераторного измерителя соединен с входом счетчика, выход которого через первый коммутатор соединен с отсчетным устройством, а через второй коммутатор - с первым входом триггера, выход управляемого генератора импульсов соединен с управляющим входом .автогенераторного измерителя и входом формирователя импульсов, выходом подключенного к второму входу триггера, при этом управляющие входы ключей и коммутаторов подключены к соответствующим выходам блока управления, а рабочий измерительный преобразователь через первый ключ подключен к автогенераторному измерителю.10 65 Изобретение относится к контрольч но-измерительной технике, в частности к устройствам, предназначенным для контроля и измерения давления.Известны .устройства для измерения давления, содержащие чувствительный 5 элемент и преобразователь перемеще ния чувствительного элемента в выходной электрический сигнал Я .Недостатком таких устройств является низкая точность измерения давления, обусловленная температур" ной нестабильностью жесткости чувствительного элемента.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является 35 устройство для измерения давления, содержащее автогенераторный измери" тель, включающий в себя рабочий измерительный преобразователь, первый управляемый ключ, счетчик и 20 блок управления 2 .Недостатком известного устройства является низкая точность измерения давления н условиях.воздействия на датчик температуры и вибрации.Цель изобретения - повышение точности путем исключения влияния дестабилизирующих факторов на результаты измерений.Поставленная цель достигается тем, что устройство дляизмерения давления, содержащее автогенераторный измеритель, включающий в себя рабочий измерительный преобразователь, первый управляемый ключ, счетчик и блок управления, дополнительно снабжено блоком .компенсации нестабильностей, содержащим последовательно соединенные триггер, формирователь сигнала ошибки, формирователь управляющего сигнала, выход которого 40 соединен с входом управляемого генератора импульсов и ныходом блока управления, формирователь коротких импульсов, отсчетное устройство и два упРавляемых коммутатора, а автогене" 45 раторный измеритель выполнен управля" етым и дополнительно содержит компенсационный измерительный преобразова" тель, подключенный к нему через второй управляемый ключ, при этом рабочий и компенсационный преобразователи выполнены индуктивными, выход . автогенераторного измерителя соединен с входом счетчика, выход которого через первый коммутатор соединен с отсчетным устройством, а через второй коммутатор - с первым нходом триггера, выход управляемого генератора импульсов соединен с управляющим входом автогенераторного измерителя и входом формирователя коротких 60 импульсов, выходом подключенного к второму входу триггера, при этом управляющие входы ключей и коммутатторов подключены к соответствующим выходам блока управления, а рабочий измерительный преобразователь через первый ключ подключен к автогенераторному измерителю.На фиг. 1 принедена структурная блок-схема устройства;на фиг. 2 - графики, поясняющие его работу.Устройство содержит частотный датчик 1 давления, сМетчик 2 числа колебаний, подключенный своими выходами через коммутатор 3 к отсчет- ному устройству 4 и через коммутатор 5 - к блоку 6 компенсации нестабильностей, и блок 7 управления.Частотный датчик 1 давлениявыполнен в виде автогенераторногоизмерителя 8, и контур которогочерез первый ключ 9 включен рабочийиндуктивный измерительный преобразователь 10 с упругим элементом 11, ачерез второй ключ 12 - компенсационный индуктивный измерительныйпреобразователь 13 с упругим элементом 14. Преобразователи 10 и 13 размещены в корпусе датчика 1 в непосредственной близости друг от друга.К упругому элементу 11 подводитсяизмеряемое давление, а к упругомуэлементу 14 - некоторое постоянноедавление,Блок б компенсации нестабильностивыполнен в виде последовательно соединенных,триггера 15, формирователя 16 сигнала ошибки, формирователя 17 управляющего сигнала и управляемого генератора 18 импульсов.Выход генератора 18 соединен с управляющим входом 19 автогенераторного измерителя 8 и с входом формирователя 20 коротких импульсов по заднему фронту импульсного сигнала,подключенного выходом к второму входу триггера 15,первый вход которого подключен к коммутатору 5. Управляющие входы 21 и 22 ключей 9 и 12и управляющие входы 23 и 24 коммутаторов 3 и 5 подключены к выходамблока 7 управления, синхронизированного с управляеьым генератором 18,Устройство работает следующимобразом.В датчике 1 под действием измеряемого давления происходит перемещение упругого элемента 11, что приводит к изменению индуктивности преобразователя 10.В измерительном такте работы уст"ройства по команде с блока 7, посту"пающей на управляющий вход. 21, ключ9 замыкается, и индуктивность преобразователя 10 оказывается подключен"ной в колебательный контур автогенераторного измерителя 8, частота которого является функцией измеряемогодавления. Автогенераторный измеритель8 работает в импульсном режиме игенерирует измерительную пачку колебаний в течение времени 1,д равногодлительности импульсной оманды, поступающей на его управляющий вход 19 (фиг.2 а). Число колебаний в пачке регистрируется счетчиком 2, с выхода которого через замкнутый в измерительном такте коммутатор 3 оно поступает в отсчетное устройство 4. 5Действие дестабилизирующих факторов (температуры и вибрации) вызывает изменение магнитной проницаемости преобразователя 10, параметров автогеиераторного измерителя 8, жесткос ти упругого элемента 11 Для компенсации нестабильностей в измерительном такте необходимо определить компенсирующую длительность пачки колебаний в эталонном такте 15В эталонном такте работы устрой(ства ключ 9 и коммутатор 3 размыкаются, а ключ 12 и коммутатор 5 замы" каются, при этом преобразователь 13 подключается в колебательный контур автогенераторного измерителя 8, а выходы счетчика 2 подключены к блоку 6 компенсации нестабильностей. В исходном состоянии, при граду. ировке датчика, число колебаний в эталонной пачке И равнот.оа 1м.о - этатизмгде Е, - частота колебаний с компенсационным измерительнымпреобразователем 13.В момент, когда в счетчик 2 посту" пит Й,; импульсов, на его выходе, соответствующем коэффициенту пересчета и, ,появляется команда, уста навливающая триггер 15 в единичное состояние, (фиг.2 б), Перевод триггера 15 в нулевое состояние осуществляется по заднему фронту импульса, управляющего длительностью пачки с 40 помощью формирователя 20 короткого ,импульса. Включение рабочего и компенсационного преобразователей 10 и 13 происходит периодически с периодом Т. При этом постоянная составляющая 45 сигнала Пна выходе триггера 15, выделяемая формирователем 16 сигнала ошибки, равна- 0 Йфсо,т 1 г У 50огде 0- напряжение на единичном выходе триггера 15.формирователь 17 управляющего сигнала настраивается таким образом, что при градуировке устройства управ"55 ляющее напряжение, поступающее наунравляемюй генератор 18 импульсов,равно нулю,(например, с помощью дифференциального усилителя, на одиниз входов которого поступает напряжение О а на другой - равное емуопорное напряжение). При этом длительность импульсов на выходе генератора18 устанавливается равной 1 и .При увеличении частоты Й , поддействием дестабилизирующих факторовнабор в счетчике 2 числа импульсов,равного М происходит раньше, чемпри градуировке. Последний фронт им-пульса на выходе триггера 15 сдвигается влево, а сам импульс расширяет"ся, что приводит к увеличению постоянной составляющей этого сигнала0+ (фиг.2 в). На выходе Формирователя 17 управляющего сигнала появляется. напряжение, которое, воздействуяна управляемый генератор 18 импульсов,уменьшает длительность пачки импульсов таким образом; что в замкнутойсистеме компенсации нестабильностейчисло колебаний в пачке возвращаетсяк первоначальному значению И 1.О .При уменьшении частоты Йэт ,поддействием дестабилизирующих факторовчисло колебаний В поступает в счетМ,очик 2 эа более длительное, чем прикалибровке, время, При этом переднийфронт импульса на выходе триггера15 сдвигается вправо, а сам импульссужается, что приводит к уменьшениюпостоянной составляющей 1)со-(фигъ 2 г) .Длительность пачки колебайий уве-,личивается так, что число колебаний в ней по-прежнему равно М,Найденное в эталонном тактезначение управляющего сигнала,регулирующего длительность пачкиколебаний, запоминается формирователем 17 управляющего сигнала, чтообеспечивает выполнение и,м=вочередном измерительном такте.Применение изобретения позволяетобеспечить компенсацию нестабильностей перед каждым измерительным тактом посредством регулирования длительности формируемой пачки колебаний. Периодическая коррекция измерительного такта предотвращает накопление прогрессирующих погрешностей и обеспечивает долговременноеподдержание метрологических характеристик устройства на высокомуровне.089439 ставитель Н.Кихред М. Гергель л Редакто ор Г.Рем о Заказ Филиал ППППатент , г. Ужгород, ул. Проектная 3/39 Тираж 823 ВНИИПН ГосУдарстве по делам изобре 113035, Москва, Ж И 1 Аэгв ого ний РПодпнсно омитета ССС открытий шская наб