Устройство для измерения давления

(51) 4 С 01 ДНИ ЕТ ЕТЕПЬСТ К АВТОРСКОМ с я прешиф 20 о 26. фиг ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(46) 15.04,86. Бюл. К 14 (71) Специальное опытное проектно- конструкторско-технологическое бюро Сибирского отделения ВАСХНИЛ (72) А.Ф.Алейников(56) Авторское свидетельство СССР Р 744255, кл. С 01 Ь 11/00, 1980.Авторское свидетельство СССР 9 1030682. кл, С 01 Ь 9/12 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕйИЯ ДАВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к измерительной технике, к устройствам для измерения давления на объектах, подверженных воздействию изменяющихся температуры и влажности. 11 ель изобретения - повышение точности измерения и объема информации о состоянии объекта. Корректирующие импульсы 801224626 А через элемент ИЛИ 16 вычитаются иззаписанного по информационному входуС 1 реверсивного счетчика 15 импульсов кода, несущего информацию о давлении. По команде таймера 19 проиходит преобразование сопротивленитермометра 6 с помощью измерительного преобразователя 13. Коррекция потемпературе производится с, помощьюсчетчика 18 импульсов блока 14 коррекции, а изж рение - с помощьюобразователя 13, счетчика 22, дератора 25 и индикатора 28 блокаиндикации. Скорректированный подвум величинам код, несущий информацию об измеряемом давлении, преобразуется в семисегментный код дешифратором 23 и значение давления отбражается на цифро-.ом индикатореЛредставлены описания выполненияблока коррекции и блока индикации.2 з.п. ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения давления наобъектах, подверженных воздействиюизменяющихся температуры и влажности.Цель изобретения - повышение точности измерения и объема информациио состоянии обьекта,На фиг. 1 представлена конструкция датчика давления; на фиг. 2структурная схема устройства дляизмерения давления.Латчик 1 содержит (Фиг, 1) мембрану 2 с подвижным электродом, выполненную, например, в виде кремниевой пластины, полученной методом анизотропного травления, корпуса 3 срезьбой. 4, ситалловой подложки 5,первого неподвижного электрода, выполненного в виде пленочного термометра 6 сопротивления, например, вформе меандра с контактными площад"ками 7, второго неподвижного электрода 8, гигроскопического материала9 и разъема 10.Устройство для измерения давления (Фиг. 2) содержит первый 11 и второй 12 Измерительные преобразователи емкости в цифровой код, измерительный преобразователь 13 активного сопротивления в цифровой код, блок 14 коррекции, выполненный, например, в виде реверсивного счетчика 15 импульсов многовходового элемента ИЛИ 6 и первого 17 и второго 18 счетчиков импульсов с заданным коэффициентом деления, таймер 19 и блок 20 индикации, состоящий, например, иэ первого 21 и второго 22 счетчиков импульсов, первого 23, второго 24, третьего 25 дешифраторов цифрового кода в семисегментный код и первого 26, второго 27 и третьего 28 цифровых индикаторов. Кремниевая мембрана 2 закреплена на подложке 5 с помощью, например, ситаллоцемента 29. На ситалловой подложке 5, например, методом вакуумного напыления изготовлена слоистая структура, состоящая из второго неподвижного металлического электрода 8, гигроскопического материала 9, например, на основе окиси алюминия и пленочного термометра 6 сопротивления, выполненного, например, из платины. Мембрана 2 вместе. со слоистой структурой также закреплена в корпусе 3, например, с помощью ситаллоцемента.5 1 О 15 2 О 25 ЗО 35 40 Первый, второй и третий выходы таймера 19 подключены соответственно к управляющим входам измерительных преобразователей 11, 12 и 13, выходы первого 17 и второго 18 счетчиков блока 14 коррекции подключены к входам многовходового элемента ИЛИ 16, четвертый выход блока 19 управления подключен к входам установки нуля счетчиков 15, 17 и 18 блока 14 коррекции и счетчиков 21 и 22 блока 20 индикации, Выходы счетчика 15 импульсов блока 14 коррекции и первого 21, второго 22 счетчиков импульсов блока 20 индикации.подВ основании корпуса 3 установлен разъем 10. Нижняя поверхность мембраны 2 и верхняя поверхность термометра б сопротивления образуют емкостный преобразователь 30 даьления, а нижняя поверхность термометра б сопротивления, гигроскопический материал 9 и электрод 8 образуют емкостный преобразователь 31 относительной влажности воздуха. К мембране 2, контактным площадкам 7 и электроду 8 приварены электрические вьводы, которые подключены к выводам разьема 10 (не показано) датчика 1. Одни из обкладок емкостных преобразователей 30 и 31 и один из выводов термометра 6 сопротивления подключен к точке нулевого потенциала. К ней же подключены неинформационные входы измерительных преобразователей 11-13.Вторые обкладки емкостных преобразователей 30 и 31 подключены соответственно к информационным входамизмерительных преобразователей 11 и 12, а второй вывод термометра 6сопротивления подключен к информационному входу измерительного преобразователя 13. Выход измерительногопреобразователя 11 подключен к первому информационному гходу реверсивного счетчика 15 импульсов, второйвыход которого соединен с выходом многовходового элемента ИЛИ 16 блока 14 коррекции, Выход измерительного преобразователя 12 соединен с информационными входами первого счетчика 17 блока 14 коррекции и первого счетчика 21 блока 20 индикации,а выход измерительного преобразователя 13 подключен к информационнымвходам второго счетчика 18 блока14 коррекции и второго счетчика 22блока 20 индикации.,слючены через дешифраторы 23, 24, 25 соответственно к входам цифровых индикаторов 26, 27 и 28.Устройство работает следующим образом, 5Под действием прилагаемого давления мембрана 2 прогибается, емкость преобразователя 30 изменяется.По команде таймера 19 измерительный преобразователь 11 преобразует изменение этой 1 О емкости в нормированный число-импульсный код, т.е. число импульсов с выхода преобразователя 11 пропорционально измеряемому давлению в соответствующих единицах. Это число за писывается по первому входу С 1 реверсивного счетчика 15 импульсов блока 14 коррекции. Затем производится преобразование емкости преобразователя 31 влажности в нормированный число-импульсный код с помощью измерительного преобразователя 12. Молекулы воды абсорбируются гигросконичным материалом 9, его диэлектрические характеристики изменя ются, что вызывает изменение емкости преобразователя 31, образованного структурой 6-8 (фиг, 1), Нормированный число-импульсный код с выхода измерительного преобразователя 12 поступает на первый счетчик импульсов 21 блока 20 индикации, где считывается, преобразуется с помощью дешифратора 24 в семисегментный код и отображается на цифровом индикаторе 27 в единицах измеряемой относительной влажности, а также на входы первого счетчика 17 с заданным коэффициентом деления, который вырабатывает корректирующие. импульсы в зависимости от величины относительной влажности. При рассмотрении работы блока 14 коррекции условно принято, что при увеличении относительной влажности и температуры абсолютная погрешность измерения давления воз астает в области положительных значений, поэтому реверсивный счетчик 15 работает в режиме вычитания, например, на его управляющий вход 1 подается уровень логического нуля (не показано).Таким образом, корректирующие импульсы через элемент ИЛИ 16 вычитаются из записанного по первомуинформационному входу С 1 реверсивного счетчика 15 импульсов кода, несущего информацию о измеряемом давлении. Затем по команде таймера 19 происходит реобразоваие сопротивления термометра 6 с помощью измерительного преобразователя 13. В дан-. ном случае коррекция по температуре производится с помощью второго счетчика 18 импульсов блока 14 коррекции, а измерение с помощью преобразователя 13, второго счетчика 22, дешифратора 25 и индикатора 28 блока 20 индикации. Необходимое число корректирующих импульсов при реализации устройства достигается путем подключения определенных выходов счетчиков 17 и 18 импульсов соответствующих разрядов. Коррекция дискретная. Скорректированный по двум влияющим величинам (температура и влажность) код, несущий информацию об измеряемом давлении, преобразуется в семисегментный код дешифратором 23 и значение давления отображается на цифровом индикаторе 26. По окончании цикла измерения таймер 19 устанавливает в исходное состояние измерительные преобразователи 11-13 и счетчики 15, 17, 18, 21, 22 блока коррекции индикации и процесс измерения повторяется.Формула изобретения1, Устройство для измерения давления, содержащее емкостной измерительный преобразователь давления, выполненный в вице мембраны, укрепленной в коопусе., и первого неподвижного изолированного электрода, соединенного с входом первого измерительного преобразователя емкости в цифровой код, и блок индикации, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и информативности, в него введены измерительный преобразователь изменения сопротивле-. ния в цифровой код, второй измерительный преобразователь изменения емкости в цифровой код, блок коррекции и таймер, при этом первый неподвижный электрод емкостного измерительного преобразователя давления выполнен в виде пленочного термометра сопротивления, нанесенного на пластину, выполненную из гигроскопического диэлектрическогоматериала иустановленную навтором неподвижномэлектроде, который закреплен на изоляторе, размещенном вкорпусе,при этомпервый выход пленочного термометра сопротивления соединен с входом измерительб 26 1224 Составитель А.ЗосимовРедактор М.Товтин Техред И.Попович Корректор Е.Сирох 113035, Моск каз 194 1/39 Ти .Подписи ВНИИПИ Госуда та СССР по делам. рытий раж 778рственного комите изобретений и отка, Ж, Раушская 4/ роизводственно-полиграфическое предария.Ужгород, ул,Проектная, 4 3ного преобразователя изменения сопротивления в цифровой код, а второй его вывод - с корпусом, второй неподвижный электрод соединен с вхоцом второго преобразователя изменения емкости в цифровой код, выход первогб и второго преобразователей изменения емкости в цифровой код и выход преобразователя изменения сопротивления в цифровой код соеди иены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока коррекции, выходы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока индикации, при этом 15 управляющие входы первого и второго преобразователей изменения емкости в код соединены соответственно с первым и вторым выходами таймера, управляющий вход преобразователя измене О ния сопротивления в цифровой код соединен с третьим выходом таймера, четвертый выход которого соединен с входами сброса блока коррекции и блока индикации. 252, Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок коррекции выполнен состоящим из реверсивного счетчика импульсов, двух датчиков с делением и схемы ИЛИ, при этом ЗО первый вход блока коррекции соединенс первым входом реверсивного. счетчи-:ка импульсов, а второй и третий еговходы - с входами соответственно второго и третьего счетчиков с делением,выходы которых соединены с входамисхемы ИПИ, выход которой соединен свторым входом реверсивного счетчикаимпульсов выход которого соединен спервым выходом блока коррекции, апервый и второй выходы блока коррекции соединены соответственнс с егопервым и вторым входами,3, Устройство по пп. 1 и 2, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что в нем блок индикации выполнен состоящим из двух счетчиков импульсов, трех дешифраторов и трех цифровых индикаторов, при этом первый вход блока ин - дикации соединен с последовательно включенными первым дешифратором и первым цифровым индикатором, второй вход - с последовательно включенными первым счетчиком, вторым дешифратором и вторым цифровым индикатором, а третий вход - с последовательно включенными вторым счетчиком, третьим дешифратором и третьим цифровым индикатором.