Кодовый датчик давления

 

Изобретение м.б. использовано в телеметрических системах для измерения давления агрессивных и токсиччных сред. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет снижения погрешности положения средней линии стрелки манометра. Магнит 5 при движении стрелки замыкает два геркона. Кодирование производится путем опроса вьшодов герконов в двух направлениях. Когда замкнуты два геркона и середина стрелки проходит между герконами, например 4 j и 4 , в сч етчике 21 будет записано число 7 как сумма двух слагаемых: 3 и 4, из них первое получено при опросе в прямом направлении, а второе - при обратном опросе. Датчик имеет в два раза больше шагов дискретности, чем количество герконов, установленных вокруг шкалы, что позволяет повысить точность измерения давления. 2 ил. (О ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 С 01 L 19 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4081192/24-10 (22) 02.07.86 (46) 23.05.88. Вюл. Ф 19 (72) Н. А. Самоваров (53) 531.787(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 504114, кл. G 01 Ь 19/12, 1976.

Кодовый датчик давления для систем телемеханики. — Сб. Информационные измерительные устройства в нефтяной промышленности, Уфа, 1979, с. 90. (54) КОДОВЫИ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение м. б. использовано в телеметрических системах для измерения давления агрессивных и токсиччных сред. Цель изобретения — повышение точности измерения за счет снижения погрешности положения средней линии стрелки манометра. Магнит 5 при движении стрелки замыкает два геркона. Кодирование производится путем опроса выводов герконов в двух направлениях. Когда замкнуты два геркона и середина стрелки проходит между герконами, например 4 и

4, в счетчике 21 будет записано число 7 как сумма двух слагаемых: 3 и 4, из них первое получено при опросе в прямом направлении, а второе — при обратном опросе. Датчик имеет в два раза больше шагов дискретности, чем количество герконов, установленных вокруг шкалы, что позволяет повысить точность измерения давления.

2 ил.! 397758

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в телеметрических системах для измерения давления агрессивных и ток5 сичных сред.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет снижения погрешности положения средней линии стрелки манометра. !0

На фиг. 1 представлена структурная схема кодового датчика; на фиг. 2 - временная диаграмма работы, Кодовый датчик давления содержит манометр 1 со стрелкой 2 и шкалой 3, набор герконов 4, постоянный магнит

5, коммутатор 6, реверсивный счетчик

7 импульсов, генератор 8 импульсов, делитель 9 частоты импульсов, триггеры 10 — 12, элементы 2И 13 — 18, элементы 2ИЛИ 19 и 20, суммирующий счетчик 21 импульсов, элементы 22 и 23 задержки. Герконы 4 закреплены в кольцевой оправе 24, которая установлена снаружи шкалы 3. Одними выводами герконы 4 соединены с источником 25 напряжения, а другими — с информационными входами коммутатора 6, к управляющим входам которого подключены выходы реверсивного счетчика

7 . Выход генератора 8 импульсов соединен.с входом делителя 9-частоты импульсов и с первыми входами элемен-, тов 2И 13 и 14, выход делителя 9 частоты импульсов соединен с пусковым входом триггера 10, стоповым входом триггера 11 и входом сброса счетчика 21, выход триггера 10 соединен с вторым входом элемента 2И 13 и первым входом элемента 2И 15. Выход элемента 2И 13 соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика 7, через элемент ИЛИ 19 — со стробирующим входом 26 коммутатора 6 и через элемент 22 задержки — с вторым входом элемента 2И 15, выход которого через элемент ИЛИ 20 соединен со счетным входом счетчика 21. Выход коммутатора

6 соединен с первыми входами элементов 2И 17 и 18. Выход элемента 2И 17 соединен со стоповым входом триггера 50

10 с входом 27 сброса счетчика 7 и через элемент 23 задержки — с пусковым входом триггера 12, один управляющий выход которого соединен с вторыми входами элементов 2И 14 и 18, а второй - с вторым входом элемента

2И 17. Выход элемента 2И 14 соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 7, через элемент ИЛИ 19 со стробирующим входом 26 коммутатора 6 и с первым входом элемента 2И

l 6, выход которого соединен через элемент ИЛИ 20 с входом счетчика 21.

Выход элемента 2И 18 соединен с пусковым входом триггера 11, выход которого соединен с вторым входом элемента 2И 16. Выход 28 нулевого состояния счетчика 7 соединен со стоповым входом триггера 12.

Кодовый датчик давления работает следующим образом.

Магнит 5 при движении стрелки замыкает два геркона, если средняя линия стрелки проходит между герконами, или три геркона, если средняя линия стрелки и магнита проходит через средний геркон. Кодирование производится путем опроса выводов герконов вначале в одном направлении — от нуля шкалы, а затем в другом — с конца шкалы. Рассмотрим работу датчика для случая, когда середина стрелки проходит через геркон 4 и в замкнуД

TOM COCTOHHHH гepKOHbI 4 44, 4

С генератора 8 импульсы (частотой порядка 1 - 10 кГц) поступают на первые входы элементов 2И 13 и 14 и на вход делителя 9 частоты импульсов. С выхода делителя 9 поступает импульс опроса, который переключает триггер 10 в положение, при котором с него на элементы 2И 13 и 15 подается высокий уровень напряжения.

Импульс опроса переключит триггер !1 в положение "Стоп", а счетчик 21 сбросит в нулевое положение. В результате с выхода элемента 1И 13 импульс поступит через элемент ИЛИ 19 на стробирующий вход 26 коммутатора

6, на суммирующий вход счетчика 7 и через элемент 22 задержки, элемент

2И 15 и элемент ИЛИ 20 на вход счет чика 21. Поскольку переключение счетчика 7 производится по заднему фронту импульса, то вначале первый стробирующий импульс осуществляет опрос состояния нулевой шины коммутатора 6, а затем произойдет переключение счетчика и смена входной шины. Таким путем на вход счетчика 7 и с некоторой задержкой " на вход счетчика 21 поступят три импульса, так как герконы

4î> 41, 4 разомкнуты, С приходом четвертого импульса с выхода коммутатора постуПит импульс на первые входы элементов 2И 17 и 18, поскольку з . 13 четвертый геркон 4 З замкнут. На вто-, ром входе элемента 2И 17 присутствует высокое напряжение, поданное с триггера 12, поэтому с выхода элемента 17 поступит импульс на стоповый вход триггера !О, на вход 27 счетчика 7 для сброса его в нулевое положение и.через элемент 23 задержки, обеспечивающий задержку, необходимую для блокировки импульса нулевого состояния счетчика 7, на вход триггера

12. Четвертый импульс на вход элемента 2И 15 и далее на вход счетчика 21 не пройдет благодаря его задержке в .элементе 22.

Таким образом, с появлением первого замкнутого геркона опрос герконов в прямом направлении прекратится, реверсивный счетчик сбрасывается в нуль, а опрос герконов начинается в обратном направлении — с последнего геркона. В этом случае импульсы на стробирующий вход 26 коммутатора 6 и на вычитающий вход реверсивного счетчика 7 поступают с выхода элемента 2И 14. Одновременно эти импульсы подаются на первый вход элемента

2И )6, однако на втором его входе высокое напряжение отсутствует, поскольку триггер 11 находится в положении "Стоп", и на вход счетчика 21 они не поступают. Опрос герконов в обратном направлении без счета импульсов производится до тех пор, пока не поступит импульс с выхода коммутатора при опросе первого замкнутого геркона — в конкретном случае геркона 45.

Этот импульс проходит через элемент

2И !8 и переключает триггер 11 в положение "Пуск", благодаря чему элемент 2И 16 открывается. Переключение триггера 11 производится по заднему фронту импульса, поэтому к моменту открытия элемента 2И 16 импульс onроса геркона 4 оканчивается и в счетчик 21 он не поступает. Остальные пять импульсов при опросе герконов 44, 4З,..., 4О поступают в счетчик 21. При переключении реверсивного счетчика в положение ноль с его . выхода 28 поступает импульс, который переключает триггер 12 в положение

"Стоп" - в результате цикл кодирования заканчивается и в счетчик 21 записывается число 8. Аналогичным образом, когда замкнуты два геркона и середина стрелки проходит между герконами, например, 4 и 4, то в

97758

10

55 счетчик 21 записывается число 7, как сумма двух слагаемых: 3 и 4, из них первое получено при опросе в прямом направлении, а второе — при обратном опросе.

Таким образом, датчик имеет в два раза больше шагов дискретности, чем количество rерконов, установленных вокруг шкалы, что позволяет повысить точность измерения давления за счет снижения погрешности положения средней линии стрелки манометра.

Формула изобретения

Кодовый датчик давления, содержащий стрелочный манометр, постоянный магнит, закрепленный на конце стрелки, электронный блок кодирования, подключенный к герконам, установленным по периметру шкалы монометра и подключенным другими своими выводами к источнику напряжения, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет снижения погрешности положения средней линии стрелки манометра, в нем электронный блок кодирования снабжен коммутатором, реверсивным счетчиком импульсов, генератором импульсов, делителем частоты импульсов, тремя триггерами, шестью элементами 2И, двумя элементами 2ИЛИ, двумя элементами задержки и суммирующим счетчиком импульсов, причем выход генератора импульсов соединен с входом делителя частоты импульсов и с первыми входами первого и второго элементов

2И, выход делителя частоты импульсов соединен с пусковым входом первого триггера, со стоповым входом второго триггера и с входом сброса суммирующего счетчика импульсов, выход первого триггера соединен с вторым входом первого элемента 2И и с первым входом третьего элемента 2И, выход первого элемента 2И соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика импульсов, с первым входом первого элемента 2ИЛИ и через первый элемент задержки — с вторым входом третьего элемента 2И, выход которого соединен с первым входом второго элемента

2ИЛИ, выход которого соединен с входом суммирующего счетчика импульсов, выход первого элемента 2ИЛИ соединен со стробирующим входом коммутатора, выход второго элемента 2И соединен с

1397758 бомпЪ элененгттаб

Тираж 847 Подписно

ВПИИПИ Заказ 2598/40

Произгз.-покигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектн:1я, вычитающим входом реверсивного счетчика импульсов, с вторым входом первого элемента 2ИЛИ и с первым входом четвертого элемента 2И, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, выход четвертого элемента

2И соединен с вторым входом второго элемента 2ИЛИ, выход которого под-. ключен к входу суммирующего счетчика импульсов, выход коммутатора соединен с первыми входами пятого и шес" того элементов 2И, выход пятого элемента 2И соединен со .стоповым входом первого триггера, с входом сброса реверсивного счетчика импульсов и череэ второй элемент эадержки — с пусковым входом третьего триггера, первый выход которого соединен с вторым входом второго элемента 2И и вто5 рым входом шестого элемента 2И выФ ход которого соединен с пусковым входом второго триггера, выход нулевого состояния реверсивного счетчика соединен со стоповым входом третьего триггера, второй выход третьего триггера соединен с вторым входом пятого элемента 2И, управляющие входы коммутатора соединены с соответствующими входами реверсивного счетчика импульсов, а информационные входы— с соответс твующнми выв одами г ерконов °