Устройство для измерения давления

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоаетскикСоциалистическиеРеспублни и 932314(23) Приоритетяя делам нзабретеиив и открытки(53) УДК 531. ,787(088.8) Дата опубликования описания 04.06,82 С, И, Емец, П, П. Куликов, В. А. Резвгщкий, Ю, К, Таранеико,В, Д, Шалынин и И. Г. Ханинг(54) УСТРОЙСТВО Д 1 Я ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ Изобретение относится к измерительной технике и может найти применениецля автоматизации процесса функциональных испытаний гидравлических исполнительных механизмов.Известно устройство дпя измерения5давления, содержащее цатчик цавления, состоящий из тонкостенного цилиндрическогоразонатора, установленного в корпусе иснабженного системой возбуждения колеба 1 Оний резонатора, и измеритель периоаавыходного сигнала цат щка 1,Нецостатком датчика является его ограниченный ресурс работы в условиях,когда время измерения значительно мень 5ше времени нахождения аатчика поа нагрузкой. Другим нецостатком цатчика является его ограниченный, конструктивньгми параметрами резонатора, аиапазон измерения.Наиболее близким к преапагаемому является датчик цавления с частотным выходным сигналом, соцержашпй корпус, чувствительный к давлению тонкостенный ферромагнитный резонатор, систему возбужцения и объема сгггнала, причем резонатор снабжен сильфонами, закрепленными по конце резонатора, оцин из которых погт пружинен и соединен с внутренней попс стью ре зона тора2 .Недостатком цанного устройства является невозможность поверки в процессе измерения начальной частоты датчика, что приводит к аополнительным погрешностям нуля и чувствительности. Кроме того,в датчике не предусмотрена разгрузка от измеряемого параметра.на вре- мя между измерениялги, когда отсутствует возможность отключения подводяцгей магистрали, что ограничивает его функциональные возможности.Бель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение точности измерения.Поставленная цель аостигается тем, что в него введен электромагнитный клапан, оцин вход которого соецинен с атмосферой,.а цва цругих - соответственнос внутренними полостями резонатора и второго сильфона эффективная площадь которого выбрана больше аффективной площади первого сильфона, причем внутренняя полость резонатора сообщена с подводом измеряемого давления, а пс лость между резонаторами и корпусом гермети ворована.На чертеже изображен датчик с измерительной схемой, разрез . 30Датчик содержит корпус 1, в котором установлен тонкостенный цилиндрический ферромагнитный резонатор 2, при= крепленный к корпусу 1 основанием 3,.являющимся оцновременно штуцером для ввода измеряемого давления внутрь резонатора. На одном конце резонатора уста" новлен подпружиненный сильфон 4, внут ренняя полость которого сообщается с внутренней полостьв резонатора. На вто о ром конце резонатора установлен сильфон 5, который отделен от внутренней полости резонатора и атмосферы электрвлагнитным клапаном 6, причем в исходном состоянии клапана при обесточенной об мотке управления открыт канал 7 и 8.При подаче тока в обмотку управления клапана остается открытым канал 8 ч 9 изолированный от внутренней полости ре- . зонатора и сообщающий внутреннюю по- зо лость сильфона с атмосферой. Работа клапана осуществляется перемещением золотника (не показан), установленного на штоке 10. ферромагнитный конец штока 10 установлен внутри стакана 11, являющегося частью корпуса. На стакане установлена обмотка 12 управления клапаном, В части 13 массивного основания резонатора по периметру просверлены сквозные отверстия 14, через которые полость 15 сообщается с полостью 16, причем указанные полости герметизированы и заполнены газом и образованы наружной поверхностью резонатора и внут" ренней поверхностью корпуса, Для возбу 45 ждения колебаний резонатора предусмотрена электромагнитная система 17 сьема и возбуждения 18, установленные в корпусе и включенные в цепь усилителя 19, измерительной схемы соответствечно на вход и вход с пмщь гермовводов 20 и 21. Для питания измерительной схемы предусмотрен источник 22 питания. Устройство содержит также измерительную схему, содержащую кроме усилителя 19 и источника 22 питаниятриггер 23, .управлявшую схему 24, фильтр 25, преобразователь 26 уровня, коммутатор 27 на входы которо о могут быть подключе 14 фны другие датчики давления с выходными сигналами с Г до Е делитель 28частоты, схема 29 выделения импульсов,схема 30 выработки сигнала окончания измерения, схемы 31 совпадения, генератор32, счетчик 33, реГистр 34 данных.Устройство работает следующим образом,Схема 24 управления вьщает сигнална триггер 23, который включает источник 22 питания. Начальный импульсвключения вызывает сигнал на входе уси.лителя 19, который подается на электромагнитный возбудитель 18, вызывающийколебания резонатора 2, эти колебаниявоспринимаются . электромагнитом 17сьема и вновь подаются иа вход усилителя 18, таким образом в цепи усилителя19 возникают незатухающие электрические колебания с частотойПри включении источника 19 питаниясрабатывает электромагнитный клапан 6,вследствие подачи тока в обмотку 12 ивтягивания штока 10 с золотником и ферромагнитным наконечником в укаэаннуюобмотку. В результате открыт канал 8 и9 и внутренняя полость сильфона 5 сообщается с атмосферой, при этом сильфонсжат ровно настолько, что давление в полостях 15 и 16 равно первоначальномудавлению, при условии, что измерениепроисходит в начале диапазона . Схема24 управления с некоторой задержкойпо отношению к сигнал включения питания выдает сигнал на коммутатор 27,который подключает цепочку из фильтра25 и преобразователя 26 уровня на входделителя 28 частоты. Одновременно сэтим, схема 24 управления подает сигнал на схему 29 выборки одного импельса из последовательности. На входуказанной схемы с выхода делителя 28поступает последовательность импульсов,частота которых в целое число раз меньше частотысоответствующего датчика На.выходе схемы 29 формируетсяимпульс кратный измеряемому периоду,который открывает схему 31 совпаденияи пропускает на вход счетчика 33 счетные импульсы генератора 32, По окончании импульса со схемы 29 схема 30выработки сигнала окончания измерениявырабатывает соответствующий сигнал,который поступает на выход устройстваи на вход схемы 24 управления, одновременно схемы 24 вырабатывает сигналпереписи информации со счетчика 33 врегистр 34 данных; С указанного регистра, после поихода сигнала со схемы 30314 5 932 4 ожет быть считая результат измерения после чего регистр и счетчик обнуляются. По сигналу окончания измерения со схемы 30 схема 24 управления вырабатывает сигнал, поступающий на триггер5 23, который отключает источник питания усилителя 19 и обмотки 12 управления клапаном. При этом клапан возвращается . в исходное положение, при котором канал 8 и 9 закрывается,. а канал 8 и 7 откри-О вается, в результате чего измеряемая среда поступает в сильфон 5, который под действием давления увеличивает свой обьем.При этом разность давления внутри и 15 снаружи резонатора равна нулю и резонатор при открытом канале 7 и 8 остается практически полностью разгружен, что позволяет продлить ресурс работы датчика, когда время измерения значительно що меньше времени нахождения датчика под измеряемым давлением. Устройство позволяет также производить поверку начальной частоты датчика в процессе измерений, Для этого схема 24 управления при вклю-г 5 челном источнике питания датчика 22 отключает обмотку 12 управления клапаном, и клапан по каналу 8 и 9 соединяет внутреннюю полость сильфона 5 с атмосферой. При этом, как указывалось выше, разность давлений на внутреннюю и наружную поверхность райна нулю и частота на выходе датчика равна начальноЮ, код которой записывается в регистре 34 данных и используется для коррекция резущтата измерений. ф ормула изобретения Устройство. для измерения давления,содержащее корпус с установленным в немтонк остенным цилиндрическим ферромагнитнымм резонатором, на концах которого закреплены сильфсны, один из которых подпружинен и соединен с внутренней полостью резонатора, систему возбуждения исьема ее колебаний и измерительную схему, о т л и ч в ю щ е е с я тем, что, сцелью расширения функциональных возможностей и повышения точности, в него введен электромагнитный клапан, один входкоторого соединен с атмосферой, а двадругих - соответственно. с внутреннимиполостями резонатора и второго сильфо- .на, эффективная площадь которого выбрана больше эффективной плсщвди первогосильфонв, причем внутренняя полость резонатора сообщена с подводом измеряемого давления, а полость между резонатороми корпусом герметизированв.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Новиков П, В. и др. Цифровые приборы с частотными датчиками Знергия,Л., 1970, с. 121-122.2, Авторское свидетельство СССРМ 658416, кл, 6 01 4 11/00, 1971.. Подписноеа СССР аказ 3764/60 Тираж 883 ВНИИПИ Государственного комите по делам изобретений и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская, д,4/5 П фПатентф, г. Ужгород, ул, Проекта фили Составитель В, Казаков тор Ю, Середа ТехредЕ, Харитончик КорректорЭ. Сини