Способ измерения давления и устройство для его осуществления

 

1. Способ измерения давления, включающий градуировку датчика при его питании синусоидальным сигналом и регистрацию амплитуды выходного сигнала, отличающийся тем, что с целью повышения точности измерения давления путем выделения иэ №ряе1« го и влияющих параметров из выходного сигнала, одновременно с регистрацией амплитуды осуществляют регистрацию фазы выходного сигнала по отношению к питающему сигналу и производят обработку результатов измерений по предварительно полученным г-радуировочным зависимостям амплитуды и фазы выходного сигнала от измеряемого И-влияющих параметров. 2. Устройство для измерения давления , содержащее источник синусоидального сигнала, соединенный с вычислительным устройством по двум каналам, один из которых содержит электромеханический датчик и усилитель, установленные последовательно, и регистратор давления, подключенный к выходу вычислительного устройства, отличающееся тем, что, в него дополнительно введены третий канал, амплитудный и фазовый детекторы, регистратор температуры, подключенный к выходу вычислительного устройства, и коммутатор, соединяющий три канала с вычислительным устройством, причем выход усилителя связан с входом ампли-; Тудного детектора, подключенного к § коммутатору по первому каналу, и с первым входом фазового детектора, выход которого подключен к коммутатору по второму каналу, а второй вход фазового детектора подключен к коммутатору по третьему каналу.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК .

„.SU I

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ .ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21} 3410054/18-10 (22) 19.03.82 (46) 23.06.83. Бюл. и 23 (72} И.И.Кривоносов и A.Í.Ìåðêóðüåâ (53) 537.787(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 518658, кл. G 0 1 L 9/ 10, 23.07.74.

2. Скрипник 10.А. Методы преобразования и выделения измерительной информации ыз гармонических сигналов. . Киев, "Наукова думка", 1971, с..14, рис. 2 (прототип). (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ измерения давления, включающий градуировку датчика при его питании синусоидальным сигналом и регистрацию амплитуды выходного сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения давления путем выделения измеряемого и влияющих параметров из . выходного сигнала, одновременно с регистрацией амплитуды осуществляют. регистрацию фазы выходного сигнала по отношению к питающему сигналу и производят обработку результатов измерени" по предварительно полученным градуировочным зависимостям амплитуды и фазы выходного сигнала от измеряемого и- влияющих параметров.

2. Устройство для измерения давле" ния, содержащее источник синусоидального сигнала, соединенный с вычислительным устройством по двум каналам, один из которых содержит электромеханический датчик и усилитель, установленные последовательно, и регистратор давления, подключенный к выходу вычислительного устройства, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, в него дополнительно введены третий канал, амплитудный и фазовый детекторы, ре" гистратор температуры, подключенный Е к выходу вычислительного устройства, и коммутатор, соединяющий три канала с вычислительным устройством, причем выход усилителя. связан с входом амплитудного детектора, подключенного к коммутатору по первому каналу, и с первым входом фазового детектора, вы- ход которого подключен к коммутатору по второму каналу, а второй вход фазового -детектора подключен к коммутатору по третьему каналу.

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, а именно, к способам измерения давления.

Известны способы измерения давления путем регистрации амплитуды выход- 5 ного сигнала датчика в функции давления (1)

Такие способы характеризуются не" достаточной точностью в условиях колебаний температуры среды, давление которой измеряется.

Известен также способ измерения давления, включающий градуировку дат чика при его питании синусоидальным сигналом и регистрацию амплитуды вы- 15 ходного сигнала (23

Недостатком этого способа измерения давления является низкая точность в условиях воздействия дестабилизирующих факторов, например, температуры; от- 20 сутствие информации о их величинах и влиянии на выходной сигнал датчика, Целью изобретения является повышение точности измерения давления путем выделения измеряемого и влияющих пара-25 метров из выходного сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения давления, включающему градуировку датчика при его питании синусоидальным сигна" щ0 лом и регистрацию амплитуды выходного сигнала, одновременно с регистрацией амплитуды осуществляют регистрацию фазы выходного сигнала по отношению к питающему сигналу и производят обработку результатов измерени" по предварительно полученным градуировочным зависимостям амплитуды и фазы выход" ного сигнала от измеряемого и влияю" щего параметров. 40

Кроме того, в .устройстве для измерения давления, содержащем источник синусоидального сигнала, соединенный с вычислительным устройством по двум каналам, один из которых содержит электромеханический датчик и усили" тель, установленные последовательно, .и регистратор давления, подключенный .к выходу вычислительного устройства, дополнительно введены третий канал, амплитудный и фазовый детекторы, ре" гистратор температуры, подключенный к выходу вычислительного устройства, и коммутатор, соединяющий три канала с вычислительным устройством, причем

У 55

-выход усилителя связан с входом амплитудного детектора, подключенного к коммутатору по первому каналу, и спервым входом фазового детектора, выЮ

1024763 2 ход которого подключен к коммутатору по второму каналу, а второй вход фазового детектора подключен к коммутатору по третьему каналу.

Для осуществления способа измерения давления одновременно с регистрацией амплитуды U выходного сигнала датчика производят регистрацию его фазы (. Предварительно производят градуировку датчика: получают зависимости амплитуды U и фазы (выходного сигнала датчика от измеряемого параметра — давления P и влияющего параметра, например, температуры Т вида

0Го (а „, Р, Т) и Q =Гв(Ь, Р, Т), где а и Ь - постоянные коэффициенты, а затем строят градуировочные зависимости для давления P=F< (=, U, g) и температуры T=F (d, U, (p ), где с1 и d - постоянные коэффициенты, определяемые при обработке результатов градуировок. В общем случае коэффициенты а;, Ь;, с, d„ представляют собой коэффициенты полиноминального . выражения, степень которого опреде" ляется требуемой точностью измерения.

Определение измеряемого параметрадавления Р и влияющего параметра - температуры Т производят совместной обработкой результатов измерений амплитуды, и фазы выходного сигнала датчика с установленными градуировочными зависимостями.

На чертеже представлена блок-схема устройства для реализации способа измерения давления.

Устройство для измерения давления состоит из электромеханического датчика 1, содержащего воспринимающий давление элемент 2 и преобразователь

3, например, индуктивного типа. Питание преобразователя 3 осуществляется от генератора 4 синусоидального сигнала. Резисторы 5 образуют измерительную схему устройства, сигнал с выхода которого поступает на входы дифференциального усилителя .6, связанного выходом Й входом амплитудного детектора 7 и первым входом фазового детектора 8. Фазовый детектор 8 вторым входом соединен с генератором 4 синусоидального сигнала и первым, входом коммутатора 9. Выход фазового детектора 8 соединен с вторым входом коммутатора 9. Третий. вход коммутатора 9 связан с выходом амплитудного детектора 7. Выход коммутатора 9 че, рез аналого-цифровой преобразователь

10 и вычислительное устройство 11

Составитель Н.Кизилов

Техред О.Неце. Корректор А.ференц.

Редактор T.Kóãðûâåâà

Заказ 4382/38 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал.ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 10247 подключен к регистратору 12 давления и.регистратору 13 температуры.

Устройство работает следующим образом.

При воздействии давления Р и тем" пературы T меняются преобразовательные свойства как воспринимающего давление элемента 2, так и преобразователя 3, вследствйе чего изменяется и выходной сигнал электромеханического 10 датчика 1, являющийся функцией этих параметров. После усиления дифференциальным. усилителем 6 сигнал поступа-. ет на амплитудный .детектор 7 и фазовый детектор 8, Кроме этого, на фазовый де- 5 тектор 8 поступает сигнал с выхода генератора 4. На выходе амплитудного детектора 7 образуется сигнал, амплитуда которого является функцией пара-. метров P и Т. На выходе фазового 20 .детектора 8 формируется сигнал, зависящий от разности фаз усиленного.сиг- . нала с электромеханического датчика 1 и сигнала с генератора 4 и являющийся также функцией параметров P и Т. Сиг- zs . налы с генератора 4, амплитудного детектора 7 и фазового детектора 8 поступают на свои входы коммутатора 9.

Режим переключения коммутатора 9 вы63 бирается в зависимости от скоростей изменения параметров Р и Т таким образом, чтобы динамическая погрешность регистрации параметров P и Т не превышала допустимую. Сигналы с коммутатора 9 через аналого-цифровой преобразователь 10 поступают в вычислительное устройство 11, которое производит расшифровку результатов из мерений по предварительно установленным градуировочным зависимостям давления и температуры от амплитуды и фазы выходного сигнала электромеханического датчика 1. С вычислительного устройства 11 полученная информация о давлении и температуре записывается регистратором 12 давления и регистра-, тором 13 температуры.

Предложенное техническое решение дает возможность исключить влияние температуры на результаты измерения . давления без дополнительных термокомпенсационйых устройств.

Кроме того, расширена информативность измерений за счет получения сведений как об измеряемом давлении, так и о влияющем параметре - темпе" ратуре.