Устройство для измерения давления и температуры

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 6, С 01 1, 1 5114 С 01 НИЯ,",3 енеро дства венны ов, В.И.Евдокимов тер- оатом СР 18 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Московский ордена ТрудовоКрасного Знамени институт инжсельскохозяйственного произвоим. В.П.Горячкина и Государстнаучно-исследовательский инститеплоэнергетического приборостения(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерения давления и температуры одним терморезисторным преобразователем (ТП). Напряжение с выходной диагонали ТП 1 поступает," на входы усилителя 3, где формирует-. ся напряжение, поступающее на один из входов блока 12 деления, где делится сигнал, поступаемый с блока 1 б. С блока 12 деления сигнал поступает на вход сумматора 5, являющегося дифференциальным усилителем, с с выхода последнего .сигнал поступает на регистратор 18 давления, отградуированный в единицах. давления и на масштабирующий сумматор 7, где пре- ( образуется в соответствии с приведенной зависимостью. 1 ил .Изобретение относится к измерительной технике, конкретнее к устройствам измерения давления и температуры, и может быть применено в различных отраслях промышленности.Цель изобретения - повышение точности измерения давления и температуры одним тензореэисторным преобразователем.На чертеже изображена блок-схемаустройства.Устройство содержит мостовой измерительный тензореэисторный преобразователь (ТП) 1, например интегральный, типа Д 2, источник 2 тока,первый 3 и второй 4 усилители, сумматор 5, функциональный преобразсватель 6, пять масштабируюших сумматоров 7 - 11, три блока 12-14 деления, блок 5 перемножения, источник16 опорного напряжения, регистратор 17 температурыи регистратор 18 давления,О 20 Устройство работает следующим образом.Выходной сигнал Б , ТП 1, снимаемый с его выходной диагонали, связан с измеряемой температурой и давлением соотношением:ыЯ, 1+Г,(О-О) 10ГТ ++ (6-8,) Я Т РО 11 Я Р - при 8=-8, и Р-, С;значение скорости измене-ния чувствительности приизменении Р и О =6,; - номинальное давление; - выходное напряжение ТП 1приР=Ои 6=0, =Я, 1 Р - номинальный диапазон измерения.%ьь.н где 1 - измерительный ток через1;35 Р, 9 О - соответственно текущая инекоторая начальная температура ТП 1;Р - измеряемое давление;100 - интегральный темМ 1,6-6, И 1пературный дрейф нуля, 7/К;Я-Я 1= в - -- "100 - интегральный тем 8-6, Я,пературный коэффициент чувствительности (ТКЧ), Ж/К;Пвьк-Бо 1- интегральная чувстР 1вительность ТП 1 при О =6 Для сигнала,. снимаемого с питающей диагонали ТП 1, можно записать:1=1 В 1+4(6-0,) 10,1+(Ь Р+ Р) О (2) где В, - сопротивление ТП 1 междуточками, подключенными кисточнику тока;б - температурный коэффициентсопротивления тензореэисторного преобразователя, Е/К; Ь, Ь - коэффициенты, определенные экспериментально с использованием метода наименьших квадратов соответственно Е/МПа и 7/МПаУравненияи (2) можно записать в виде системы100 О;г1 В., (1+Ь,Р 1 О-+Ъ Р.10(Я +ЯР) 11+Ц 9- О,) 1 О4 И -Эо) Р00 + (0-а )бПоскольку величина Б ,зависит от давления, а П- от температуры, то возможна взаимная коррекция определения 8 и Р по этим сигналам.Задавая приближенным значением фактора Р, определяют фактор 0 -Оа ь по которому уточняется величина фактора Р и так далее.Однако в реальных условиях использования ТП 1 по фактору (8 - О, ) нельзя с достаточной точностью судить о температуре измеряемой среды ,И, поскольку О, = О - О, где 0 температура саморазогрева ТП 1:Ос. Вн 11 ВВт Угде Р - электрическая мощность,выделяемая в виде теплотына ТП:,В - тепловое. сопротивление ТП1, характеризующее условия теплоотдачи.Напряжение 1 нс выходной диагонали ТП 1 поступает на входы усилителя3, в качестве которого используетсядифференциальный усилитель с коэффициентом усиления Аз и со смещениемнулевой точки на величину Б, . Приэтом на выходе усилителя формируетсянапряжение П =: (1 ь,- Б,) А, которое поступает на один из входов блока 12 деления, в котором делится на сигнал Ц , поступаемый с блока 16.С выхода блока 12 деления сигнал 11 поступает на первый вход сумматора 5 (дифференциального усилителя с коэффициентом усиления, равным 1), в котором вычитается сигнал Б , С выхода сумматора 5 сигнал П- поступает на регистратор давления, например цифровой вольтметр, отграду- О ированный в единицах давления, и на первый масштабирующий сумматор 7, в котором преобразуется в соответствии с зависимостью;( 8 о 8 Р Сигнал 115 поступает также на Функциональный преобразователь 6,выполненный например, на операционных уси лителях, и преобразуется в соответствии с зависимостью:- (1 1 О + и1 О)С выхода функционального преобра зователя 6 сигнал О поступает на первый вход второго масштабирующего сумматора 8 с функцией преобразования 13 о = Аз С(1+Ц), где А о - коэффициент, численно равный Р , кОм,С выхода сумматора 8 сигнал П поступает на первый вход блока 14 деления, в котором на него .делится входной сигнал ТП 1 11 х, поступающий на второй вход блока 14 деления.С выхода блока 14 деления сигнал Ц поступает на первый вход. четвертого масштабирующего сумматора 1 О, представляющего собой дифференциальный усилитель и реализующего Функ цию111 о 1114) А(огде Аю - коэффициент усиления, чис- ленно равный 100/о(, 45С выхода сумматора 10 сигнал 1 поступает на входы пятого масштабирующего сумматора 11, второго усили 50 теля 4 и один из входов третьего масштабирующего сумматора 9, представляющего собой дифференциальный усилитель, на второй вход которого подается сигнал Бх . Этот дифферен 55циальный усилитель осуществляет функцию ,П 1 о Т А 111 вх х где А - коэффициент, численно равный К,., кОм/Вт.Сигнал Б поступает на регистратор 17 температуры, например цифровой вольтметр, отградуированный в единицах температуры.Масштабирующий суиматор 11 осуществляет следующие преобразования:П 1(+ АаПюгде А- коэффициент усиления,численно равный1 ОУсилитель 4 усиливает сигнал Б((ос коэффициентом усиления А, = 1 Гх1 О , МПа/К.В блоке 13 деления происходит деление выходного сигнала усилителя 4на выходной сигнал масштабирующегосумматора 11, который подается наего входы. Выходной сигнал сумматора 11 поступает также на блок 15 перемножения и умножается на выходнойсигнал масштабирующего сумматора 7.Выходной сигнал с блока 13 деленияпоступает на другой вход сумматора 5.Выходной сигнал источника 16 опорного напряжения Пх = 1 В подается навторые входы масштабирующих сумматоров 7, 9, 10 и 11 и используется вкачестве "1" в соответствующих функциях преобразования,Формула из обретенияУстройство для измерения давления и температуры, содержащее мостовой тензорезисторный преобразователь, выходная диагональ которого подключена к входу первого усилителя, источник питания, второй усилитель, (регистраторы температуры и давления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения давления и температуры, в него введены пять масштабирующих сумматоров, три блока деления, блок перемножения, Функциональный преобразователь, источник опорного напряжения и сумматор, входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго блоков деления, а выход подключен к регистратору давления, первому входу первого масштабирующего сумматора и ч".рез функциональный преобразователь соединен с первым входом второго масштабирующего сумматора, выход которого подключен к первому входу третьего блока де 5 1270586 Ь ления, второй вход которого соединен второй вход которого подключен к с первым входом третьего масштабирую- выходу пятого масштабирующего сумма- щего сумматора и выходом источника тора и первому входу блока перемнойитания, выполненного в виде источни- жения, второй вход которого соединен ка тока, подключенного к питающейс выходом первого масштабирующего . диагонали мостового тенэорезистор. - сумматора, а выход подключен к пер ного преобразователя, а выход треть- вому входу первого блока деления, его блока деления подключен к перво- второй вход которого соединен с выму входу четвертого масштабирующего ходом первого усилителя, при этом сумматора, выход которого подключен 1 О регистратор температуры подключен к второму входу третьего масштабиру- к выходу третьего масштабирующего ющего сумматора, первому входу пято- сумматора, а выход источника опорного масштабирующего сумматора и че- го напряжения соединен с вторыми рез второй усилитель соединен с пер входами всех масштабирующих сумматовым входом второго блока деления, : 15 ров за исключением третьего,Составитель В. КуликовРедактор Л.Пчвлинская Техрец И.Попович, Корректор М.СамборскаяЗаказ 6232/42 Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная, 4