Устройство для измерения давления

 

Устройство для измерения давления может быть использовано для измерения давления газов с выдачей результатов измерений на ЭВМ. Цель изобретения - расширение области применения. Два сильфона 1 и 2 соединены капиллярной трубкой 8, выполненной из электроизоляционного материала. В стенку трубки 8 вмонтированы электроды 9, в трубке размещена подвижная электроизолирующая перегородка 12, а сильфоны 1 и 2 и капиллярная трубка 8 заполнены электропроводной жидкостью. К той части жидкости, которая находится в сильфоне 1, приложено электрическое напряжение, соответствующее уровню логической единицы логических элементов И-ИЛИ 10 и инверторов 11. Перепад давления в полостях 3 и 5 вызывает перемещение электроизолирующей перегородки 12, при этом на входы логических элементов 10 и 11 поступает напряжение, соответствующее логическому нулю или логической единице в зависимости от направления перемещения перегородки 12. В результате на выходе устройства формируется цифровой сигнал, пропорциональный перемещению перегородки 12 со знаком плюс или минус и, соответственно, пропорциональный изменению давления.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИН

А1

<>9>ЬОО<> >56 (51)5 G 01 L 7 06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4450358/24-10 (22) 28.06.88 (46) 30.04.90. Бюл. N - 16 (71) Харьковский авиационный институт им. Н.Е.Жуковского (72) Н.Д.Кошевой, С.Н.Подопригора, В.П.Романовский и С.И.Тенета (53) 531.787 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11> 815532, кл. С 01 L ?/18, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 458722, кл. G 01 L 7/14, 1975.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ (57) Устройство для измерения давления может быть использовано для измерения давления газов с выдачей результатов измерений на ЭВМ. Цель изобретения — расширение области применения, Два сильфона 1 и 2 соединены капиллярной трубкой 8, выполненной из электроизоляционного материала. В стенку трубки S вмонтированы электроды 9, в трубке размещена под1560995 вижная электроизолирующая перегородка 12, а сильфоны 1 и 2 и капиллярддая трубка 8 заполнены электропроводной жидкостью. К той части жидкости, которая находится в,сильфоне 1 приложено электрическое напряжение, соответствующее уровню логической единицы логических элементов И-ИЛИ 10 и дднверторов 11". Перепад давления в ддолостях 3 и 5 вызывает перемещение электроизолирующей перегородки 12, Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в цифровых системах контроля давле-.

Ния, Цель изобретения — поьышение точ11астдд измерения давления и расширеНие функциональных возможностей, состоящее в обеспечении соддряжения с

Цифровым вычислительным устройством.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит два идеьдти дддьдх

$ ïðóãHõ чувствительных элемента 1 и

2 преимущественно в виде сильфонов„

Чувствительный элемент 1 находится в полости 3 герметичного корпуса 4„ в которую подается измеряемое давление Р, . Чувствительный элемент 2 расположен в полости 5 герметичного

Корпуса, в которой поддерживается дпостояннае давление Р,, Полости 3 и герметично разделены теплопроводяфей перегородкой 6, на каторои жестд<а закреплен чувствительный элемент

Чувствительный элемент 1 установлен на перегородке 7, имеющей отверстия. Чувствительные элементы 1 и 2 соединены между собой трубкой 8, изГотовленной из токонепроводящего материала, например стекла. В трубку 8

С определенным шагом вмачтированы электроды 9. Выводы 5-8 электродов .подключены к входам логических элементов 10> в качестве которьдх можно применить логические элементы И-ИЛИ, реализованные на микросхеме К561ЛС2.

Выводы 1-4 электродов подключены к входам логических элементов И-ИЛИ через инверторы 11, реализованные, например, на микросхеме К561ЛЕ5. Чувствительные элементы 1 и 2 и трубка

8 заполнены токоддроводящей жидкостью, например ртутью, которая изоляционной перегородкой 12 разделена на два при этом на входы логических элементов 10 и 11 поступает напряжение, соответствующее логическому нулю или логической единице в зависимости от направления перемещения перегородки, 12. В результате на выходе устройства формируется цифровой сигнал, пропорциональный перемещению перегородки 12 со знаком плюс или минус и, соответственно, пропорциональный изменению давления. 1 ил. равных объема. В качестве разделительной перегородки 12 применяется токонепроводящий материал или жидкость. К части жидкости, находящейся

20 H чувствительном элементе 1, приложено напряжение U„, величина которого дапжна обеспечить уровень " 1" на соответствующих входах логических элементов.

25 Устройство работает следующим образом:

При равенстве давлений Р и P

1 о перегородка 12 занимает положение, показанное на фиг.1. При этом электроды 5-8 имеют нулевой потенциал, а к электродам 1-4 подводится потенциал, соответствующий уровню "1 .

Сигналы с электродов 1-4 поступают на соответствующие входы схемы 11, а с электродов 5-8 — соответственно на входы схемы 10, В результате на выходе схемы 10 будет код 0000, соответствуюдддий равенству давления Р и

Р . При изменении давления Р. возмож1

«10 ньд два случая.

При увеличении давления Р чувст1 вительный элемент 1 сжимается и его подвижное основание перемещается на некоторую величину. Вследствие этого

45, часть токопроводящей жидкости вьдтесняется в трубку 8, что вызывает перемещение изоляционной перегородки 12, величина которого пропорциональна давлению Р„. При достижении давлением

Р, определенного значения перемещение изоляционной перегородки 12 достигает такой величины, что на электрод 5 через токопроводящую жидкость подается потенциал, соответствующий

„уровню "1". При этом сигнал с электрода 5 поступает на соответствующие входы схемы IO. На выходе схемы

10 имеется код 0001, определяющий величину давления P . Кроме того

1 Э

Составитель А.Зосимов

Техред Л.Сердюкова ° Корректор Т.Палий

Редактор Л.Пчолинская

Тираж 467 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoä, ул. Гагарина,101

156099 сигнал, снимаемый с электрода 5, используется для определения знака разности давлений P и Р . Для рассматриваемого случая эта разность положительна и сигнал 1 с электрода 5 noii 11 5 ступает в ЭВМ. При дальнейшем увеличении давления P и дальнейшем переме1 щении изоляционной перегородки 12 токопроводящая жидкость достигает последующих электродов, что вызывает появление "1" в последующих разрядах выходного кода. При уменьшении давления Р чувствительный элемент 1 растягивается и его подвижное основание перемещается на определенную величину, что вызывает увеличение внутреннего объема чувствительного элемента 1. Вследствие этого часть токопроводящей жидкс-.-и поступает из 20 трубки в полость чувствительного элемента 1, что приводит к перемещению изоляционной перегородки 12 на величину, пропорциональную давлению P .

При достижении давлением Р, опреде- 25 ленного значения изоляционная перегородка 12 перекрыв-ет электрод 4. Электрод 4 оказывается изолированньм.

С него на вход схемы 11 поступает сигнал уровня "0". На выходе схемы- 11 имеется код 0001,.который поступает на соответствующие входы схемы 10, Так как сигнал. снимаемый с выхода 4 схемы 1 l имеет уровень "1", то на выход схемы 10 код 0001 поступает без изменений. При этом сигнал с электро35 да 5, имеющий уровень "0", определяет отрицательность разности давлений Р

1 и Рр . При дальнейшем уменьшении давления Р, изоляционная перегородка 12 10 достигает очередных электродов, переквывая их, что вызывает появление

5 о ."1" в последующих разрядах выходного кода.

С целью компенсации температурной погрешности, а также погрешностей гистерезиса и упругого последействия применяется чувствительный элемент

2, идентичный чувствительному элементу 1. При изменении температуры среды в полости 3 объем жидкости в чувствительном элементе изменяется. Но так как чувствительный элемент 2 заполнен той же жидкостью и, кроме того, воспринимает изменение температуры. а давление в полости 5 постоянно, то изоляционная перегородка при постоянном давлении Рл и изменении температуры не перемещается. формула и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения давления, содержащее первый и второй сильфоны, соединенные трубкой и заполненные жидкостью, отличающееся тем,. что, с целью расширения области применения, в него дополнительно введены логические элементы И-ИЛИ и инверторы, причем трубка выполнена из электроизоляционного материала, а жидкость выбрана электропроводной, пр : этом в стенку трубки вмонтировань, электроды равномерно по ее длине, а посередине трубки размещена подвижная электроизоляционная перегородка, причем электроды между первым сильфоном и перегородкой соединены с логическими элементами И-ИЛИ непосредственно, а электроды между вторым сильфоном и перегородкой — через инверторы, при этом выходом устройства являются выходы логических элементов

И-ИЛИ.