Устройство для измерения давления

СОЮЗ СОВЕТСКИХсоциАлистическихРЕСПУБЛИК 1 1.9 1)5 суд иэо ТВЕННЫИ КОМИТЕТтениям и отнРьтиСССР ПР НИ", ( И с АВТОР У т )(с 1)дто)1 ра вля емь е напряжени трансформаэмеряемому т.се Ядс ко ригге 7, на ионал:(.р987с ( а ра ор на дс тс нет)И тдитн ки у Рс 1 т У и )бмотк, Ч ИЯ нд вход дтрд 18( С 4) УСТР1(:ТВЛ 1: 1 ЯЯ шеи ердтурн выходной хдралт( р в д и д п до н е т с м 1.+75 С, Иервичндя циального трднсфо импульс ным н, пя ) чается пу с л ирсии, к)1 Д пня Н 1 ЛЬСТВУ Н О)Д (Н ХО и ме (1 Р уетр ных Кд С) Л )К)ЧОМ ом 3, 11 миул чной сФмотк )порциональн реэ компара нд вход пнт торого буде )му лдвленик) (мдтор моэдви мпарэт атчик чувств 1 ителяя гермо и) мощи ус и 3 ос уществ (итдние мс на выход мнературяется пу- ндпряжеи на вхо пературы ый мост 1 повторитеИзобретение относится к приборостроению, а именно к преобразованиюмеханических величин в электрические,Цель изобретения - повышение тем 5пературцой стабильности выходной характеристики устройства в диапазонетемператур от -60 до +75 С,На чертеже представлеггд схемапредложенного устройстваг 1 ОУстройство для измерения давлениясодержит упругий чувствительный элемент 1, дифференциальный трансформатор 2, генератор 3 прямоугольных импульсов, инвертор 4, компаратор 5, 15триггер 6, интегратор 7 и двухполярный источник 8 напряжения, Отрицательный вывод источника 8 напряженияподключен к первому входу интегратора 7, а положительный вывод через 2 Отриггер 6 - к второму входу интегратора и к первичным обмоткам 9 дифференциального трансформатора 2 через ключ 10, управляющий вход которого подключен к генератору 3 прямоугольных импульсов, Вторичные обмотки 11 дифференциального трансформатора 2 подключены к первому входукоипаратора 5, выход которого подключен к информационному входу триггера 6, а выход генератора 3 прямоугольных импульсов через инвертор 4подключен к счетному входу триггера.Масштабный усилитель 12 подключен кположительному выводу источника 835напряжения, а выход соединен с входом повторителя 13, Входные диагонали термочувствительного моста 14подключены к выходам масштабного усилителя 12 и повторителя 13, в выход Оные диагонали термочувствительногомоста включены потенциометры 15 и16, подвижные контакты которых черезнормально разомкнутые и нормальнозамкнутые контакты первого и второго 45ключей четырехканального коммутатора 17 напряжения подключены соответственно к первому и второму входамсумматора 18, Выход интегратора 7подключен к третьему входу сумматора18 и третьему и четвертому входамнормально разомкнутого и нормальнозамкнутого третьего и четвертого ключей четырехканального коммутатора 17,при этом выходы третьего и четверто 55го ключей соединены соответственно спервым и вторым входами делителя 19напряжения с термосопротивлениями 20и 21. Выход делителя 19 напряжения подключен к второму входу первагскомпаратора 5. Первый вход второгокомпаратора 22 соединен с выходнойдиагональю термочувс тцитецьцагомоста 14, а нтарай вход подключен кисточнику 23 опорного напряжения,при этом выход второго компараторасоединен с управляющим входом четырехканального коммутатора 17,Устройство работает следующимобразом.При включении питания генератор3 начинает генерировать импульсыпрямоугольной формы, поступающие цауправлянгщий вход электронного ключа10Клю-г замыкается на время (Т,)действия импульса генератора 3, а цапервичные обмотки 9 дифФеренциального трансформатора 2 т источника Янапряжения пастуиают импульсы положительной полярности, сцнхроццые симпульсами генератора 3, Прц этом цавыходе дифференциального трансформатора 2 наводятся ифгпульсы с амплитудой, зависящей от измеряемого давления (Р). Импульсы напряжения с выхода дифференциального трансформатора 2 поступают ца первый вход кампаратора 5, на второй вход которогочерез коммутатор 17 и делитель 19 поступает напряжение с выхода интегратора 7.Напряжение с выхода первого компаратора 5 поступает на информационный вход О-триггера 6 с прямым динамическим С-входом. Триггер 6 реагирует ца информационный сигнал в момент изменения сигнала синхронизацииот "0" к "1", поступающий с выходаинвертара 4, при этом в триггере 6осуществляется запись информации ознаке разности напряжений на входахкомпаратора 5 в момент прохожденияэадне го фронта импульса генератора 3и ее хранение в триггере 6 в течениепериода следования импульсов (Тц),При этом напряжение на выходе ицтег"ратора 7 отслеживает изменение амплитуды импульсов на выходе дифференциального трансформатора 2, котороепропорционально измеряемому давлецию.Компенсация температурных погрешностей устройства осуществляется следующим образам,С выходов масштабного усилителя12 и инвертцрующега повторителя 13на входные диагонали термочувствнтель 1645861ного мог тд 1 4 поступает ндряжение питания могтд г дмтулой рдв 1 ной полонинндряженя +1 игточнип ка В напряжения, В протноложные печи термочувгтвите ьно о оста 14 включены кремниевые диоы, выполняющие роль датчиков температуры (4)1 а во выходные диагондлтермочунствительного моста - переменные потенциометры 15 и 16, Термочувствитгль - ный мост сбалангировдн пр +20 С, Потенциометрдми 15 и 16 осуществляется компенсация смещения н;левоГ точки выходной хардктерпгтик угтроиства соответственно пр тгмпердтурах окружающей среды в лидпдчоне от -60 до +75 С, В лидпдзоне от -60одо +20 С чамкнут ключ 1, д в диддзоне от +20 до +75 С - кчюч 2 четырехканального коммутдторд 17, Сложе - ние сигналов с выхода те грдторд 7 и движков потенциометрс н 15 н 16 осуществляется с помощью дифферен- ЦИаЛЬНОГО НЕИНВЕРтИРУЮЩЕ 1 ГУММДтО- ра 18 (5), С выхода суммдторд 18 гнимается компенсировднног о темердтуре ндряжение огтоянного токд, пропорциональное изм ряемому дднленпю.Температурная комп нгдия но угтранению изменения крутэи выходной характеристики угтройгтнд в рабочем диапазоне температур о уц ствяетгя с помощью термосопротнн н 20 и 21 делителя 19 напряжения. Ре.и .нд выходного напряжения угтройгтвд регулируется при +20 С и чащи ит отоотношения К"- + К 3 к К 1 при этом в ра очем диапазоне температур должнобвыполняться соотношепи К 2 + К 3К 4 + К 5. Компенсация температурных погрешностей в диапазоне от -60 ло20 С зависит от величины термогопротивления 2 1 а в диапазоне от +20 до +75 С - от величины термосопротивления 20. В диапазоне температур ото-60 до +20 С замкнут ключ 3, а в диапазоне от +20 до +75 С замкнут ключ 4 четырехканального коммутатора 17 (6). Управляющий вход четырехканального коммутатора 17 подключен к выходу второго компаратора 22, первый вход которого подключен к выходной диагонали термочувствительного моста 14, а на второй вход которого подано опорное напряжение, пропорциональное температуре +20 С. Для исключения дополнительной температурной погрешности датчика из-за разбалансировки и изменения крутичны термочувствительного моста его положительное и отрицательное наряжение питания измеряются одновременно с изменением напряжения +п 1 подаваемого на первичные обмотки 9 дифференциального трансформатора 2. Формула и э о б р е т е н и яУстройство для измерения давления,содержащее упругий чувствительныйэлемент, дифференциальный трансформатор, генератор прямоугольных импульс ов, инвертор, компаратор, три г"гер, интегратор и двухполярный источник напряжения, отрицательный вывод которого подключен к первому входу интегрдтора, а положительный вы вод через триггер - к второму входуинтеграторд и к первичным обмоткамдфференциапьного трансформаторачерез ключ 1 управляющий вход которого подключен к генератору прямоуголь ных импульсов, при этом вторичныеобмотки дифференциального трансформатора подключены к первому входукомпдраторд, выход которого подключен к информационному входу триггера,а выход генердт,ра прямоугольных импульгов через инвертор подключен ксчетному входу триггера, о т л и ч аю ш е е г я тем, что, с целью повышения температуркой стабильности,оно 35снабжено масштабным усилителем ин 1вертирующим повторителем, термочувствительным мостом, четырехканальнымкоммутатором напряжения, дифференциальным неинвертирующим сумматором,делителем напряжения с термосопротивлениями, вторым компаратором иисточником опорного напряжения при1этом вход магштабного усилителя подключен к положительному выводу двух полярного источника напряжения, а выход соединен с входом повторителя,входные диагонали термочувствительного моста подключены к выходам масштабного усилителя и повторителя, ввыходные диагоаали термочувствительного моста включены два потенциометра, подвижные контакты которых черезнормально разомкнутые и нормальнозамкнутые контакты первого и второгоключей четырехканального коммутаторанапряжения подклюЧены соответственнок первому и второму входам сумматора,выход интегратора подключен к третьему входу сумматора и к третьему и1645861 Составитель В,ульяновТехред Л.Олийнык Корректор Т.Палий Редактор М,Келемеш Заказ 1346 Тираж 362 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 четвертому входам нормально разомкнутого н нормально замкнутого третьего и четвертого ключей коммутатора, при этом выходы третьего и четверто 5 го ключей соединены соответственно с первым и вторьивходами делителя напряжения с термосопротивлениями, выход которого подключен к второму входу оервого компаратора, первыйвход второго компаратора сог;п 1 нен свыходной диагональю термочувствительного моста, а второй вход подключенк источнику опорного напряжения, приэтом выход второго компаратора соединен с управляющим входом четырехканального коммутатора.