Устройство для измерения давления

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1)) (51)4 Ci 01 L 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3574117/24-10 (22) 31,03,83 (46) 15.11.85. Бюл. 1Ф 42 (71) Акустический институт им акад, Н, Н; Андреева (72) Н, Т. Гончаров (53) 531 ° 787(088 ° 8) (567 Новицкий П. В. и др. Цифровые приборы с частотными датчиками. N,, Энергия, 1970, с. 157-159.

Проектирование датчиков для измерения механических величин/Под ред. Е. П. Осадчего, М.: Машиностроение, 1979, с. 319-320, (547(,57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ДАВЛЕНИЯ, содержащее дифференциальный струнный датчик давления, состоящий из корпуса, в котором размещена мембрана, соединенная с рычагом, двух струн, прикрепленных к рычагу по обе стороны от оси вращения рычага, первой и второй независимых систем возбуждения и съема колебаний струн, каждая из которых подключена к соответствующему усилителю, и блок обработки сигнала датчика, о т л ич а ю щ е е-с я тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик,. в дифференцйальный струнный датчик введены шток, две закрепленные на корпусе опорные стойки с установленной иа них осью, на которой шарнирно установлен рычаг, соединенный через шарнирную гайку и регули ровочный винт с одним из концов штока, другой конец которого оперт на центр мембраны, а. в блок обработки сигнала датчика введены последовательно соединенные задающий кварцевый генератор, делитель частоты, первый, второй и третий одновибраторы, а также введены логическая схема, состоящая из первого, второго и третьего элементов И-НЕ, первый и второй умножители частоты, последовательно соединенные двоичный реверсивный счетчик, регистр памяти и цифроаналоговый преобразователь, последовательно соединенные двоично-десятичный реверсивный счетчик, регистр памяти, дешифратор и цифровой индикатор, при этом входы первого и второго умножителей частоты подключены соответственно к первой и второй независимым системам возбуждения и съема колебаний струн и к выходу соответствующего усилителя, выход первого умножителя частоты соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, первый вход первого элемента И-НЕ и оба входа второго элемента И-НЕ подключены к выходу делителя частоты, первый вход третьего элемента И-НЕ соединен с выходом второго элемента И-НЕ, а второй его вход - с выходом второго умножителя частоты, входы синхронизации записи регистров памяти соединены с выходом первого одновибратора, входы установки реверсивных счетчиков в ноль соединены с выходом третьего одновибратора, входы прямого счета реверсивных счетчиков соединены с выходом первого элемента И-НЕ, а входы обратного счета реверсивных счетчиков соединены с выходом третьего элемента И-НЕ.

1191762

Изобретение относится к приборостроению и может найти применение в промышленности.

Цель изобретения — улучшение эксплуатационных характеристик устройст- 5 ва для измерения давления °

На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства; на фиг. 2 — разрез

А-А на фиг, 1; на фиг. 3 — узел ? на фиг. 1; на фиг. 4 » »сечение Б-Б на фиг, 3; на фиг. 5 - вид В на фиг. 1, Устройство содержит дифференциальный струнный датчик, состоящий из металлического корпуса в виде рамки

1 с четырьмя овальными отверстиями для крепления штуцера 2 с калиброванной мембраной 3, в центр которой опирается шток 4, шарнирно соединенный с гайкой 5 и винтом 6 рычага 7, Рычаг может поворачиваться вокруг ocr. 10

8, укрепленной ra стойках 9 и 10. На рычаге по обе стороны от оси закреплены две струны 11 и 12 натянутые между корпусом и рычагом с помощью цанг 13 и 14. Под струнами расположены электромагнитные катушки 15 и

16 возбуждения и преобразователи поперечных колебаний струн в электрические, состоящие из двух источников инфракрасного излучения !7 и 18, 30 оптически связанные через отверстия в державках 19 и 20 с двумя. фототран— зисторамн 21 и 22, включенных на входы двух усилителей 23 и 24, на выходы усилителей подсоединены электромагнитные катушки 15 и 16 возбуждения, A блок обработки сигнала датчика состоит из двух умножителей 25 и 26 частоты, подключенных к выходам усилителей 23 и 24 из последовательно соединенных кварцевого задающего генератора 27, делителя частоты 28 и трех одповибраторов 29, 30, 31, логической схемы из трех элементов И-1!Е

32, 33 и 34, подключенной к выходам умножителей 25 и 26 и делителя частоты 28 последовательно соециненных многоразрядных двоичного реверсивно-го счетчика 35, регистра памяти 36, цифроаналогового преобразователя 37, последовательно соединенных многоразрядныХ двоично-десятичного реверсивного счетчика 38, регистра памяти

39, дешифратора 40 с цифровым индикатором 41. ° 55

Устройство для измерения давления работает следующим образом, При воздействии измеряемого давления через штуцер 2 на мембрану

2, последня, прогибаясь, давит на шток 4, который через шарнирную гайку 5 и регулировочный винт б поворачивает рычаг 7 вокруг оси 8, осуществляя еще большее натяжение и ослабление колеблющихся струн 11 и 12 °

Возбуждение колебаний струн осущест-; вляется с помощью двух электромагнитных катушек 15 и 16 установленных под струнами 11 и 12 и включенных на выходы двух усилителей 23 и 24.

Струны своими колебаниями модулируют узкие пучки инфракрасного излучения, попадающие от источников 17 и 18 на фототранзисторы 21 и 22, Фототранзисторы преобразуют модуляцию оптического излучения в электрические колебания, которые усиливаются усилителями 23 и 24 и в соответствующей фазе подаются па электромагнитные катушки 15 и 16, поддерживающие незатухающими колебания струн.

Разность частот колебаний двух струн !

1 и 12 пропорциональна давлению на мембрану 3. С выходов усилителей

23 и 24 электрические колебания подаются на два умножителя частоты

25 и 26. С выходов умножителей частоты 25 и 26 электрические колеба- ния уже в виде меандров с частотами, равным частотам колебаний струн, умноженных на коэффициенты умножения умножителей. поступают соответственйо на второй вход первого элемента И-НЕ 32 и второй вход третьего элемента И-НЕ 34 и логической схемы.

Сигнал с. делителя частоты 28 в виде меандра с частотой 0,5 Рц поступает на первый вход первого элемента И-НЕ

32 и на два входа второго элемента

И-НЕ 33 логической схемы. Электрические колебания с выходов первого и третьего элементов И-НЕ логической схемы попеременно с интервалом в одну секунду подаются то на входы прямого счета реверсивных двоичного

35 и двоично-десятичного счетчика

38, то на входы обратного счета, В результате за две секунды в счетчиках находятся числа в двоичном и . двоично десятичном кодах, равные разности числа периодов колебаний между струнами 11 и 12, умноженной на коэффициент умножения умножителей частоты, Эти числа в соответствующих кодах по сигналу синхронизации с

1191762 первого одновибратора 29, запускаемого передним фронтом импульса поступающего в делителя частоты 28, переписываются в регистры памяти 36 и

39, после чего lIQ второму синхронизирующему импульсу,: поступающему с третьего одновибратора 31 с задержкой

10-100 мкс, определяемой длительностью импульса второго одновибрато-: ра 30 происходит сброс всех разрядов счетчиков 35 и 38 в ноль. Процесс подсчета разности числа периодов колебаний с выходов умножителей частоты повторяется. A информация в двоичном коде с. регистра памяти 36 подается на цифроаналоговый преобразователь

37, с выхода которого получается,аналоговое напряжение 0-10 В, пропорциональное давлению. С регистра памяти

36 информация в двоичном коде снимается на дополнительный выход, Информа" ция же регистра памяти 39 в двоичнодесятичном коде поступает на дешифратор 40 и далее па цифровой индикатор

4), преобразующий двоична-десятичный код в цифровую индикацию давления.

Таким образом осуществляется автоматизация измерения давления.

5 Для того, чтобы данное устройство осуществляло измерение давлЕния простым подсчетом разности числа периодов колебаний двух струн дифференциального датчика за определенный интервал времени, необходимо, чтобы крутизна характеристики датчика имела значение кратное 10. т.е ° 10, IOO, 1000 Гц на одну единицу измеряемого давления, Тогда цифровой отсчет будет происходить в десятых, сотых или ты . сячных долях единицы измеряемого давления, Настройка характеристики датчика на необходимое значение крутизны осуществляется регулировочным винтом 6 рычага 7, а для восстановления вертикального положения штока 4, штуцер 2 со штоком 4 также перемещается в овальных отверстиях корпуса, предназначенных для крепления штуцера, 11917б2

12

18

Составитель А. Зосимов

Техред О.Ващишина Корректор М. Демчик

Редактор Л. Авраменко

Заказ 7148/38 Тираж 896 Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4