Устройство для измерения давления

о 1) 614349ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических РеспубликТОР СНОМУ СВИ 4 ИТИЛЬ 1 р(22) Заявлено 01,08,76(21) 2393 156/18-24 ( с присоединени (23) Приоритет (43) Опублнков аявкиГосударственный номнтет Совета Мнннстров СССР оо делам нзобретеннй н открытнй, Л, Виповский, С. Я, Пусти 72) Авторы изобретени и Ю, П. Переверто есоюзный научно-исслепователкреплению скважин буровым 71) Заявитель ий инсти 54) ОЙСТВО ДЛЯ ИЭМЕРЕНИЯ ДЛВЛЕНИ фиэичес ента ил кие свойства и измеритель о в измеряегут быть отения давления я измен.отсятельного эле чувс ного мой о женно руппе м участка, распол среде, К этой г ы устройства пл зоэлектрически ационными воспр изме несе с пъ ионн ми. и, магнитоупругими и и элементаимаю ко второй групостьто, так какпочти несжиотсутствуют обуславливает говечность,яшиеся напеж а, относбольшельные Устройств пе облапают их чувствите маемы. В т перемещения их выс окуюементь ойствах ов, чтость и по емен апе прэтва,го Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано в отраслях промышленности, гпе необходимо измерять павление газообразных, жипких и тверпых среп.Известны различные устройства пля измерения давления, которые можно классифицировать по физическому процессу, положенному в основу преобразования давления и колебания электрического сигнала.При этой классификации устройства, преп назначенные пля измерения давления, можно раэпелить на пве группы.К первой группе относятся устройства, воспринимающими петалями которых служат различные механические упругие элементы, Деформация последних затем преобразуется в измерительный сигнал с помощью сооответствуюшего преобразователя, Выходной сигнал в паннор группе измерительных устройств формируется с помощью емкостных, тензомегрических, индуктивных и преобразователей.Ко второй группе относятся устройс Ь которых в зависимости от приложенно В ряпе случаев перемещение воспринимаюших давление элеме,.тов приводит к снижению точности измерения давления, какнапример, при измерении павления тампонажных растворов, тверпеюших в замкнутомобъеме, или замерзающих жипкостей в замкнутом объеме,Иэ устройств второй группы большимипреимушествами облапают устройсгва с мать2 х ничоупругими чувствительными элементами,Так, устройства с пьезоэлектрическими чувствитэлщыми элементами мало пригопны нля измерения статических и мепленно изменяющихся павлений, а устройства е ионизационными, электронными и термоэлектрическими преобразователями пре пнаэначены для измерения давления только газообразных разреженных сред.Устройства с магнитоупругими чувствительными элементами пригопны пля измерения как статических, так и быстро меняющихся павлений газообразных, жидких и твердых сред в пиапаэоне давлений от 0 по 1000 кгс/см и выше.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство пля измерения павлений сопержашее генератор переменного тока, выход которого попключен ко вхопу магнитоупругого преобразователя давления, выпрямитель и регистратор Я.В этом устройстве пля измерения пввления магнитоупругий преобразователь павления включен в нижнее плечо делителя напряжения, подключенного к генератору синусоипального йапряжения. Сопротивление верхнегоплеча пелителя выбрано постаточно большим, чтобы приблизить условия работы патчика давления к условиям работы в цепи ге нератора тока. Поп возпействием давления исследуемой срепы ивменяется относительная начальная магнитная проницаемость Мп ферритового чувствительного элемента, При изменении Мп чувствительного элемента пропорционально изменяется падение напряжения на магнитоупругом преобразователе давления.Предварительно протврированный мвгнитоупругий преобразователь помешают в среду павление которой необхопимо измерить, измеряют падение напряжения нв нем и с помощью тарировочной характеристики опрепеляют павление срепы.Типовая зависимость папения напряжения на магнитоупругом преобразователе от величины давления приведена нв фиг. 1. Кривая зависимости падения напряжения на магнитоупругом преобразователе от величины павления имеет экстремальный характерПоложение экстремума на оси павлений, а также крутизна ветвей по обе стороны от экстремума, характеризующая чувствительность измерения, опрепеляются в ос новном типом феррита и температурой среды, давление которой измеряется, Экстремальный характер зависимости пвпения нв т аъгтсисътюил ло % огесъигьтлаю пг съ лФга зло а теле от павления привопит к неоаознвчности отсчета результатов измерений.Слеповательно, появляется необхопи-,мость иметь пва устройства: одно - пляизмерения павления по экстремума, и пругое - пля измерений в пиапазоне павлений после экстрвмума.Кроме того, в известных устройствахс магнитоупругими преобразователями павления крутизна ветвей и, соответственно,чувствительность измерения недостаточны,Целью изобретения является повышениечувствительности и точности работы устрой.ства эа счет исключения неопнознвчностиотсчета результатов измерений.Эта цель постигается ввепением в препложенное устройство ключей, компвраторв,триггера инверторв и узкополосного фильтра,вхоп которого попключен к выходу ма 1 нитоупругого преобразователя давления, выхопко входу выпрямителя. Выхоп выпрямителясоединен с первым входом первого ключаи со входами инвертора и компаратора, выход которого подключен ко вхопу триггера, 25 Выхопы триггера соединены со вторым входом первого ключа и с первым входом второго ключа, второй вхоп которого соепинен с выходом инвертора. Выхопы первого и второго ключей подключены по вхопурегистратораНв фиг. 2 препставленв структурнаясхема устройства пля измерения давления,Устройство сопержит генератор переменного тока 1, магнитоупругий преобрвэоввЗ тель давления 2, узкополосный фильтр 3,выпрямитель 4, компврвтор 5, триггер 6,ключи 7 и 8, инвертор 9 и регистратор 10.Устройство работает слепуюшим образом.Переменное напряженке пвпаюшее напреобразователе давления 2, поступает нввхоп фильтра 3, который сепектирует гармонику вхопного напряжения, наиболее сильно изменяющуюся при изменении павления, 4С выхопа фильтра 3 выделенная гармонике напряжения поступает на вхоп выпрями.теля 4, с выхопа которого в виде напряжения постоянного тока попвется нв вхоп компаратора 5, один иэ входов ключа 7 и вхоп инвертора 9.Ключи 7 и 8 открываются и закрываются с помощью управляющих сигналов триггера 6, Его исхопное состояние опрепеляется начальным пввлением среды, которое необходимо измерять, Если начальное павление лежит в области Л-Б (фиг.1), то триггер 6 открывает ключ 7 и закрывает ключ 8, Г 1 ри этом напряжение с выхопад,п.ля 4 чеез клкч 7 постчцает ца614349 5вход регистратора 10, Когаа измеряемоепввленне возрастает и постнгает значения,соотвечх;пзующего точке Г, напряженневходного снгния компаратора 5 становится равно опорному и он выдает импульс,которым запускается триггер 6, перевопяший ключ 7 в закрытое, в ключ 8 в открытое состояние. Прнэтом напряжение свыпрямителя 4 поступает на вход регистратора 10 через ннвертор 9 н ключ 8. Инвертор 9 преобразует уменьшающееся по величине выхопное напряжение выпрямнтеля 4прн работе в области павленнй Б-З (завнснмость выходного напряжения выпрямителя4 в функции. давления идентична нэображенной на фнг. 1) в возрастающее. Таким образом, экстремальная кривая Ц= (Р) преобразуется в монотонно воэрасгаюшую. Послепревышения измеряемым давлением значення в точке Б, соответстеуюшего экстремальному значенню падения напряжения нвмагннтоупругом преобразователе, компаратор 5 возвращается в исходное состояние.Прн уменьшении нэмеряемого давления,пока оно нахопится в области Б-В, напряжение на вход регнстратора 10 поступаетчерез ннвертор 9 н ключ 8, Когпв аавленнеаостнгает значения в точке Б срабатываеткомпаратор 5 н переключает трнггер 6, который перевоант ключ 7 в открытое, а ключ8 в закрытое состояние. Прн этом напряжение с выхопв выпрямит ля 4 посгупаетна регистратор 10 через ключ 7,Таким образом, устройство имеет монотонно нэменяюшуюся эавнснмость выходного сигнала в функции измеряемого аавлення, Чувствительность этого устройства но сравнению с иэвестнымн выше в 2,5-3 раза.формула изобретения Устройство пля нзмеренкя павленич, содержащее генератор переменного тока, выхоп которого попключен ко вхопу мвгнитоупругого преобразователя давления, вь;прямюгель н регистратор, о т л н ч а ю ш е ес я тем, что, с целью повышения чулствительностн н точности работы устройства, в него введены ключи, компаратор, триггер, ннвертор н узкополосный фильтр, вход которого поаключен к выхопу магннтоупругого преобразователя давления, выхоп - ко входу выцрямнтеля, выхоа выпрямителя соепннен с первым вхопом первого ключа, и со входами ннвертора н компаратора, выход которого попключен ко входу трнггера; выходы триггера соепннены соответственно со вторым входом первого ключа н с первым вхоаом второго ключа, второй вхоа которого соединен с выходом ннвертора; выхопы первого н второго ключей попключены ко входу регис гратора. 25Источники информации, принятые во внимание прн экспертнэе:1. Солоаовннков В. В, Измерительныеустройства, преобразуюшне элементы нусгройства . М., "Машиностроение" 1973,с. 149-150,2, Сборник Исследования по строительсгву", УП,НИИ строительства ГосстрояЭССР, Таллин, 1967 гстатья, В,Л. ИосонаЗ 5. н ар. "Регистрация многоточечной ннФормацнн о направлениях в бетоне.ССР илиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 68 7/37 Тираж 11 12 ИПИ Государственного комитетапо делам иэобретений и от 11.3035, Москва, Ж, Раушс ПодписноеСовета Министроврытийкая наб., д. 4/5