Устройство для измерения давления

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик р 1970150(22) Заявлено 191280 (21) 3218869/18-10 1 э 1 М. К. з с присоединением заявки Мо(23) Приоритет -С 01 Ь 7/06 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий( й .Научно-исследовательский и проектный институт по "КОМнлеКснойавтоматизации нефтяной и химической промышленности(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ Изобретение относится к контрольно-,измерительной технике, в частности к устройствам, предназначенньмдля измерения давления.Известны устройства,для измерениянеэлектрических величин, в частностидавления, содержащие измерительныецепи с цифровым астатическим с.ледящим уравновешиванием 1,Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для измерениядавления, содержащее упругий чувствительный элемент, связанный с обратным магнитоэлектрическим преобразователем, нуль-орган, генераторимпульсов, триггер, четыре ключа,блок управления, соленоидный механизм с тарированньм грузом, генератор пилообразного тока, четыре счетчика, две схемы ввода, схему сравнения кодов, сумматор, схему инди-кации, схему совпадения, причем генератор пилообразного тока связанс нуль-органом и блоком управлениячерез триггер, соединенный с первымключом, вход которого связан с генератором импульсов, выход - с входамивторого, третьего и четвертого ключей, управляющие входы которых связаны с блоком управления, причем выходы второго и четвертого ключейсвязаны с входами первого и третьего.счетчика соответственно, первыйи второй счетчики связаны между собой через первую схему ввода, второй счетчик и сумматор связаны черезсхему сравнения кодов, сумматор итретий счетчик связаны через вторуюсхему ввода, схема индикации связанас четвертью счетчиком, счетный входкоторого связан с управляющим входом второй схемы ввода и с выходомсхемы совпадения, входы которойсвязаны с блоком управления, с генератором импульсов и с выходом схемысравнения кодов 2Недостатком известного устройства являются сбои, возникающие в работе второго. счетчика при нулевомизмеряемом давлении, обусловленныедрейфом нуля устройства,11 елв изобретения - повышениеметрологической надежности устройства за .счет устранения сбоев второго счетчика при нулевом измеряемомдавлении путем коррекции работыустройстваПоставленная цель достигаетсятем, что устройство снабжено вторым З 0 щ третьим триггерами, пятым и шестымключами, пятым счетчиком и схемойИЛИ, причем установочные входы второго триггера соединены с управляющимвыходом генератора пилообразноготока и выходом второго счетчика, выход второго триггера соединен с первыми входами пятого и шестого ключейи с первым входом схемы совпадения,вторые входы которых соединены.с генератором импульсов, третий входпятого ключа соединен с блоком уп Оравления, а выход - с одним установочным входом третьего триггера,шиной сложения пятого счетчика и спервым входом схемы ИЛИ, выход которой связан со счетным входом второгосчетчика, выход третьего триггерасоединен с третьим входом шестогоключа, выход которого соединен свторым входом схемы ИЛИ и шиной вычитания пятого счетчика, выход которого соединен с другим установочнымвходом третьего триггера, выходывторого и третьего триггеров соединены с входами схемы совпадения, выход третьего ключа соединен с третьим входом схемы ИЛИ, выход которойсоединен с входом второго счетчика.На фиг,1 представлена блок-схемаустройства; на фиг.2 - временныедиаграммы его работы.Устройство содержит чувствительный элемент 1, дно которого жесткосвязано с грузоприемной платформой2, катушкой 3 магнитоэлектрическогопреобразователя 4 и средней пластиной дифференциального емкостного 35преобразователя 5. Выход последнегосоединен с нуль-органом б, выход которого соединен с одним установочным входом триггера 7, а его второйустановочный вход соединен с управ Оляющим выходом генератора 8 пилообразного тока, аналоговый выходкоторого соединен с катушкой 3, Выход триггера 7 соединен с блоком 9управления и с ключом 10, чеРез 45который выход генератора 11 импульсов соединен с вычислительным блоком 12. Выход ключа 10 через ключи13 - 15, управляемые блоком 9 управления, соединен со счетными входами счетчика 16 нулевой величины,счетчика 17 измеряемой величины,и, через схему ИЛИ 18, счетчика 19реперной величины. При этом выходытриггеров счетчика 16 через схему20 ввода соединены с установочнымивходами триггеров счетчика 17,а вход управления схемы 20 соединенс блоком 9 управления. Выходы триггеров счетчика 19 через схему 21ввода соединены с параллельным входом сумматора 22, у которого выходытриггеров старших разрядов,.а такжевыходы триггеров .счетчика 17 соединены со схемой.23 сравнения кодов.Выход последней соединен с одним из 65 входов схемы 24 совпадения, выходкоторой соединен с входом схемы 21ввода и со счетным входом счетчика25 результата измерения, выходыкоторого соединены со схемой 26индикации,Блок 9 управления соединен такжес одним из входов схемы 24 совпадения и с соленоидным механизмом 27,осуществляющим наложение тарированного груза 28 на грузоприемную платформу 2, Управляющий выход генератора 8 пилообразного тока и выходпереполнения счетчика 17 измеряемойвеличины соединены с установочньмивходами триггера 29, выход которогосоединен с входами ключей 30 и 31и схемы 24 совпадения. Вторые входыключей 30 и 31, а также вход схемы24 совпадения соединены с выходомгенератора 11 импульсов. Третий входключа 30 соединен с блоком 9 управления, а выход - с одним из установочных входов триггера 32, шиной вычитания счетчика 33 и через схемуИЛИ 18 со счетньм входом счетчика17. Выход триггера 32 соединен стретьим входом ключа 31 и входомсхемы 24 совпадения. Выход ключа 31соединен через схему ИЛИ 18 со счетньм входом счетчика 23 и шиной сложения счетчика 33, выход которого соединен с вторым установочным входом триггера 32,Устройство для измерения давленияработает следующим образом. Генератор 8 пилообразного тока вырабатывает непрерывную последовательность импульсов (фиг.2). Импульсом Начало пилы с управляющего выхода генератора 8 триггер 7 устанавливается в единичное состояние, открывая ключ 10, через который импульсы от генератора 11 импульсов проходят в вычислительный блок 12,В момент прохождения ротором емкостного преобразователя 5 перемещенийнейтрали нуль-орган б вырабатываетсигнал, устанавливающий триггер 7в нулевое состояние. При этом ключ10 закрывается и завершается процессвремяимпульсного преобразования силы, воздействующей на измерительный механизм,Количество импульсов, проходящих через ключ 10, пропорционально интервалу времени между импульсом Начало пилы 1 и сигналом от нульоргана б. Оно варьируется в диапазоне от с 4, досСрп и определяется величиной измеряемого давления. Перед измерением давления проводят корректирующие операции. После сброса всех счетчиков и сообщения полостиэлемента 1 с атмосферой осуществляютповерку нуля устройства. При этом числовой эквивалент оформируется импульсами с выхода ключа 10, кото970150 К 45 о 1 чъю- йоК,1 реп-сто 55 В предлагаемом устройстве исключаются случаи получения недостоверных результатов, которые могут иметь место в известном устройстве. Это повышает метрологическую надежность устройства для измерения давления, а также увеличивает коэффициент готовности за счет сокращения затрат времени на корректирующие измерения. 1 км 60 65 рые через ключи 13 и 15 проходят на входы счетчиков 16 и 19, работающих в режиме вычитания, В этих счетчиках в результате поверки нуля записывается значение Со . После поверки нуля блок 9 управления выдает команду соленоидному механизму 27 на опускание реперного груза 28 на грузоприемную платформу 2, Числовой эквивалентореп записывается через ключ 15 в счетчик 19, работающий теперь в режиме суммирования, с образованием в нем разности Ыррп - со. После завершения корректирующих измерений блок 9 управления обеспечивает подъем тарированного груза 28 и подачу измеряемого давления во внутреннюю полость элемента 1.Перед каждым измерением давления синхронно с импульсом Начало пилы блоком управления 9 осуществляется перепись показания из счетчика 16 в счетчик 17 через схему 20 ввода. Числовой эквивалент с(и,через ключ 14 и схему ИЛИ 18 записывается в счетчик 17 с образованием в нем разности см-со . В нормальном режиме, когда Кэ, больше или равно 0 , открывается схема 24 совпадения, через которую проходят импульсы от генератора 11 на схему 21 ввода и счетный вход счетчика 25 результата измерения. Каждым импульсом, поступившим на схему 21 ввода, осуществляется параллельный ввод величины среп - с(о из счетчика 19 в младшие разряды сумматора 22. Процесс суммирования продолжается до тех пор, пока не наступит равенство показаний в старших разрядах сумматора 22 и счетчика 17. В этом случае выходной сигнал схемы 23 сравнения закрывает схему 24 совпадения.Таким образом, операцию деления заменяют операцией последовательного сложения делителя до получения суммы, равной делимому. Выбор порядка превышения делимого над делителем обусловливается требуемой точностью деления. Количество тактов суммирования соответствует частному от деления, т.е результату измерения согласно формуле числовой эквивалент измеряемого давления;числовой эквивалент тока, соответствующего измеряемой величине;числовой эквивалент тока при измерении в реперной точке;числовой эквивалент тока при поверке нуля; 10 15 20 25 зо 35 40 постоянный множитель,равный отношению весатарированного груза к эффективной площади чувствительного элемента.На фиг.2 представлены диаграммыпоследовательности импульсов, соответствующие ситуациям с( цм 4 окогда импульсыНачало пилыотгенератора 8 пилообразного тока,переполнение счетчика 17 и сигналот нуль-органа 6 следует один задруг им ф и Ы и улО.о .ИмпульсомНачало пилытриггеры 7 и 29 устанавливаются в состояние 1, а на выходе блока 9 управления, соединенного с ключом 30,к этому времени появляется нулевойпотенциал. Таким образом, триггер29 подготавливает к работе ключ 30и закрывает ключ 31. С приходом сигнала от нуль-органа 6 триггер 7 установится в нулевое состояние, закрывая ключ 10, а на вход ключа 30 отблока 9 управления поступит разрешающий потенциал. Через ключ 30 начнутпроходить импульсы от генератора 11на шину вычитания счетчика 33, а через схему ИЛИ 18 - на счетчик 17и на триггер 32, устанавливая егов единичное состояние, что подготавливает работу ключа 31. Импульсомпереполнения счетчика 17 триггер29 устанавливается в нулевое состояние, закрывая ключ 30 и открываяключ 31, через который импульсыпроходят на шину сложения счетчика33, а через схему ИЛИ 18 - насчетчик 17. С приходом в нуль счетчика 33 его выходным импульсом триггер 32 установится в нулевое состояние, закрывая ключ 31. Такимобразом, на счетчик 17 дополнительнок иЪм пройдут импульсы, общее числокоторых составит о( имо=фо Ь-о+ о+Ь=6,где первый член +Ь соответствуетчислу импульсов, прошедших черезключ 30, а второй член +Ь - черезключ 31. При нулевом состоянии триггеров 29 и 32 открывается схема 24совпадения и осушествляется вычисление результата измерения имФормула изобретения устройство для измерения давления, содержащее упругий чувствитель ный элемент, связанный с обратным магнитоэлектрическим преобразователем, нудь-орган, генератор импульсов, триггер, четыре ключа, блок управления, соленоидный механизм с тарированным грузом, генератор пилообразного трка, четыре счетчика, две схемы ввода, схему сравнения кодов, сумматор, схему индикации, схему совпадения, причем генератор пилообразного тока связан с нуль- органом и блоком управления через триггер, соединенный с первым ключом, вход .которого связан с генератором импульсов, выход - с входами второго, третьего и четвертого клю. - чей, управляющие входы которых связаны с блоком управления, причем выходы второго и четвертого ключей связаны с входами первого и третьего счетчика соответственно, первый и второй счетчики связаны между собой через первую схему ввода, второй счетчик и сумматор связаны через схему сравнения кодов, сумматор и третий счетчик связаны через вторую схему ввода, схема индикации связана с четвертым счетчиком, счетный вход которого связан с управляющим входом второй схемы ввода и с выходом схемы совпадения, входы которой связаны с блоком управления, с генератором импульсов и с выходом схемы сравнения кодов, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения метрологической надежности эа счет устранения сбоев втЬрого счет чика при нулевом измеряемом давлениипутем коррекции работы устройства,оно снабжено вторым и третьим триггерами, пятым и шестым ключами, пятым счетчиКом и схемой ИЛИ, причемустановочные входы второго триггерасоединены с управляющим выходом генератора пилообразного тока и выходом второго счетчика, выход второготриггера соединен с первыми входами 10 пятого и шестого ключей и с первымвходом схемы совпадения, вторые входы которых соединены с генераторомимпульсов, третий вход пятого ключасоединен с блоком управленМя, а вы ход - с одним установочньм входом.третьего триггера, шиной сложенияпятого счетчика и с первым входомсхемы ИЛИ, выход которой связан сосчетным входом второго счетчика, 2 О выход третьего триггера соединен стретьим входом шестого ключа, выходкоторого соединен с вторьв входомсхемы ИЛИ и шиной вычитания пятогосчетчика, выход которого соединенс другим установочным входом третьего триггера, выходы второго и третьего триггеров соединены с входамисхемы совпадения, выход третьегоключа соединен с третьим входомсхемы ИЛИ, выход которой соединенс входом второго счетчика.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Электрические измерения не 35 электрических величин. Под ред. П.В. Новицкого, Л 1975, с. 144. 2, Авторское свидетельство СССР 9, 259440, кл. О 01 1 7/06, 1968970150 Составитель И. Сумцовдактор А. Огар Техред А,Ач,Корректор О. Била 3 лиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная 49 Тираж 887 ВНИИПИ Государст по делам иэоб 3035, Москва, Ж