Измерительный преобразователь давления

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения давления. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет исключения влияния текучести и гистерезиса упругого чувствительного элемента и тензомодуля под действием статических нагрузок. Измерительный преобразователь давления содержит упругий чувствительный элемент 1, тензомодуль 5, усилитель 7, преобразователь силы 2, состоящий из постоянного магнита 4 и катушки 3, дифференциальный усилитель 9, генератор 10 телообразного напряжения, дополнительный усилитель, выход которого подключен параллельно к двум цепям, одна из которых состоит из последовательно включенных нуль-органа 13, одновибратора 15 и схемы выборки - хранения 17, а другая - из последовательно включенных инвертора, нуль-органа 12, одновибратора 14 и схемы выборки - хранения 16. Выходы обеих схем выборки - хранения подключены к входам сумматора 18. Суммирование сигналов со схем 16 и 17, формируемых в моменты времени, когда давление от преобразователя силы уравнивается с измеряемым давлением, обеспечивает повышение точности. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<в> < и 1 60 1 (g)) 5 G 01 L 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕПЬС ГВУ

М

4 (21) 4489746/24-10 (22 ) 04. 10.88

ГосУДАРстВенчый НоМНТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (46) 23.10,90. Бюп. Р 39 (71) Московское. производственное объединение "Манометр" (72) Г,В. Смехов и В.Н . Стисон (53) 531.787(088.8) (56) Преобразователи давления измерительные электрические с силовой компенсацией ГСП и преобразователи электросиловые. Техническое описание и инструкция по эксплуатации 3.9026.

218 TO. — ЦНИИТЭИМС, 1976, с. 14-16, с. 40-41.

Преобразователь измерительный взрывозащищенный Сапфир-22-Ех. Техническое описание и инструквия по эксплуатации 08919177 ТО. — 1987, с, 27 28, с. 32.

2 (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измериВ тельной технике, в частности к устройствам для измерения. давления. Цель изобретения — повьппение точности измерения за счет исключения влияния текучести и гистерезиса упругого чувствительного элемента и тензомодуля под действием статических нагрузок.

Измерительный преобразователь давления содержит упругий чувствительный элемент 1, тензомодуль 5, усилитель

7, преобразователь 2 силы, состоящий из постоянного магнита 4 и катушки 3, дифференциальный усилитель 9, генератор 10 пилообразного напряжений, дополнительный усилитель,. выход которого подключен параллельно к двум цепям, одна из которых состоит из последовательно включенных нуль-органа 13, одновибратора 15 и схемы 17

1601532 выборки и хранения, а другая — из последовательно включенных инвертора, нуль-органа 12, одновибратора 14 и схемы 16 выборки и хранения. Выходы Обеих схем выборки и хранения подключены к входам сумматора 18. CyMMHD0BB, Изобретение относится к измериt трельной технике, в частности, к устI » ройствам для измерения давления. 15

Целью изобретения является повышфние точности измерения за счет исключения влияния текучести и гисте1 рФзиса упругого чувствительного элег мфнта и течзомодуля под действием 20 статических нагрузок.

На фиг. 1 изображена структурная схема преобразователя; на фиг. 2— дИаграмма выходного напряжения тензомодуля. 25

Преобразователь состоит из упруг1эго чувствительного элемента, например, сильфона 1, преобразователя 2 сйлы, включающего катушку 3 и постоянный магнит 4, тензомодуля 5 с рычагом 6, первого 7 и второго 8 усилителя, дифференциального усилителя 9, генератора 10 пилообразного напряжения, инвертора 11, первого 12 и второго 13 нуль-органов, первого 14 и второго 15 одновибраторов, первой 16

35 и второй 17 схем выборки и хранения, сумматора 18.

Упругий чувствительный элемент 1 жестко связан с одним из концов рычага б тензомодуля 5. Выход тензомодуля 5 соединен с входом первого усилителя 7, выход которого соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя 9, соединенным также с информационными входами первой 16 и второй 17 схем. Выход инвертора 11 соединен с входом последовательно соединенной цепи, состоящей из первого нуль-органа 12 первого одновиб1

50 ратора 14. Выход одновибратора 14 соединен с управляющим входом первой схемы 16 выборки и хранения. Выход схемы 16 соединен с первым входом сумматора 18. Выход второго нуль-органа

13 соединен с входом второго одно55 вибратора 15, выход которого соединен с управляющим входом второй схемы

17 выборки и хранения, Выход схемы ние сиг :алов со схем 16 и 17, формируемых в моменты времени, когда давление от преобразователя силы уравнивается с измеряемым давлением, обеспечивает по:вышение точности.

2 ил.

17 соединен с вторым входом сумматора 18. Выход дифференциального усилителя 9 соединен с,входом второго усилителя 8, Выход котОрОГО сОединен. с входом катушки 3 и входом инвертора 11 и второго нуль-органа 13.

Выход генератора 10 пилообразного напряжения соединен с I..íâåðòèðóþùèì входом дифференциального усилителя 9, Преобразователь работает следуюшим образом.

Тензомодуль 5, первый усилитель

7, дифференциальный усилитель 9, второй усилитель 8 и преобразователь 2 силы через рычаг 6 тензомодуля 5 образуют следящую систему, отслеживающую сигнал на неинвертирующем входе дифференциального усилителя 8. Так как на неинвертирующнй вход дифференциального усилителя 9 с генератора

10 поступает переменное напряжение треугольной формы (фиг 2а), то на его инвертирующем входе вследствие большого коэффициента усиления усилителей 7-9 практически повторяется это напряжение. При подаче на вход сильфона 1 контролируемого давления Р, образующего силу F, создающую статическую нагрузку Р (фиг. 2б), сигнал на входе катушки 3 изменяется так (фиг. 2в), что суммарная нагрузка на тензомодуль 5 имеет . треугольную форму, не зависимую от входного давления. Отсюда видно, что

l выходной сигнал пер вог о усилителя

7 в момент равенства нулю тока в. катушке 3 пропорционален входному давлению P. Фиксация нулевых значений выходного сигнала усилителя 7 (тока в катушке 3) при прохождении нулевой точки как снизу вверх (фиг. 2), так и сверху вниз производится посредством нуль-органов 12 и 13, которые через соответствующие одновибраторы

14 и 15 подают управляющие импульсы на схемы 16 и 17 выборки и хранения.

5 160

В сумматоре 18 сигналы с выходов схем 16 и 17 суммируются, масштабный коэффициент суммирования устанавливается равным 0,5. Суммирование напряжений в точках г и д (фиг. 2) устраняет гистерезис системы, так как это эквивалентно усреднению при прямом и обратном ходе при снятии статической характеристики.

Таким образом, устраняется погрешность, определяемая текучестью и гистерезисом материала.(упругого чувствительного элемента и тензомодуля под влиянием статических нагрузок, определяемых измеряемым давлением.

Формула изобретения

Измерительный пр еобразователь давления, содержащий размещенный в корпусе упругий чувствительный элемент, жестко связанный с рычагом тензомодуля, выход которого соединен с входом первого усилителя, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности за счет исключения влияния текучести и гистерезиса упругого чувствительного элемента и тензомодуля, в него введены преобразователь электрического сигнала в силу, состоящий из постоянного магнита и катушки, дифференциальный усилитель, генератор пилообразного

1532 6 напряжения, второй усилитель, инвертор, первый и второй нуль-органы, первый и второй одновибраторы, первая и вторая схемы выборки и хранения

5 и сумматор, при этом выход первого усилителя соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя, с неинвертирующим входом которого соединен выход генератора пилообразного напряжения, выход дифференциального усилителя соединен с входом второго усилителя, выход которого подключен параллельно к инвертору, к первому нуль-органу и к катушке преобразователя электрического сигнала в силу, который установлен противоположно упругому чувствительному элементу, причем его катушка закреплена

М на рычаге, а постоянный магнит— на корпусе, первый нуль-орган через первый одновибратор подключен к управляющему входу первой схемы выборки .и хранения, инвертор через второй

25 нуль-орган, второй одновибратор подключен к управляющему входу второй схемы выборки и хранения, причем информационные входы первой и второй схем выборки и хранения подключены

30 параллельно. к выходу первого усилителя, а их выходы подсоединены к первому и второму входам сумматора, выход которого является выходом измерительного преобразователя давления.