Способ измерения давления и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к измерительной , технике. Целью изобретения является повышение точности устройства для измерения давления за счет исключения температурной погрешности и расширение его функциональных возможностей (одновременного измерения давления и температуры). Сущность изобретения заключается в измерении электрических сопротивлений двух тензопреобразователей различной чувствительности 2 при одновременном воздействии на них давления и температуры измеряемой среды и вычисления по измеренным значениям сопротивлений значений давления и температуры по формулам, п виде полиномов третьей степени по сопротивлениям первого и второго чувствительных элементов, полученным градуировкой и обработкой на ЭВМ. Чувствительные элементы выполнены из монокристаллов сульфида самария, легированных селеном , причем степень легирования их различна. 2 с.п„ ф-лы, 1 ил„ с SS (Л С

CQ03 СОВЕТСНИХ

С0ЭМЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (193 03) А1 (51)5 С 01 1 9/!О

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГИНТ CCCP (21) 4667708/24-10 (22) 15.02,89 (46) 23.06.91. Бюл. И 23 (72) И.F..Крыпов, В.Н.Иистрис, П.A.Карлов, В.В.Каминский, Ф.Ф.Колпаков и А.В.Голубков (53) 531.787 (088.8) (56) Ицкович Э.Л. Контроль производства с помощью вычислительных машин.

- И.: Энергия, 1975, с.22, (54) СПОСОБ ИЗИЕРЕ!ШЯ ДАВЛЕНИЯ И

YCTPOACTRO ДЛЯ ГГО ОСУЦЕСХШ1ЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной. технике. Целью изобретения является повышение точности устройства для измерения давления за счет исключения температурной погрешности и расширение его функциональных возИзобретение относится к измерительной технике, а именно, к средствам измерения давления.

Целью изобретения является повышение точности измерения давления за счет исключения температурной составляющей погрешности и расширение функциональных возможностей измерительного устройства путем одновременного измерения давления и температуры.

На чертеже представлена структурная схема устройства. 1увствительный элемент датчика 1 выполнен из двух кристаллов моносульфида самария 2, обладающих различной чувствиможностей (одновременного измерения давления и температуры) . Сущность изобретения заключается в измерении электрических сопротивлений двух тензопреобразователей различной чувствительности 2 при одновременном воздействии на них давления и температуры измеряемой среды и вычисления Во измеренным значениям сопротивлений значений давления и температуры по формулам, в виде полиномов третьей степени по сопротивлениям первого и второго чувствительных элементов, полученным градуировкой и обработкой на ЭВ11. Чувствительные элементы выполнены из монокристаллов сульфида самария, легированных селеном, причем степень легирования их различна. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. тельностью, которые размещены на диэлектрической втулке 3, впрессованной в корпус 4, внутренняя полость которого сообщена с измеряемой средой отверстиями 5. Выводы 6 чув- ствительного элемента проходят через изоляционную трубку 7 к головке датчика 8, в которой размещена диэлектрическая колодка 9 с винтами 10 для крепления выводов чувствительного элемента и подключения соединительных проводов, связывающих выход датчика 1 через переключатель 11 со входом мостовой измерительной схемы 12, выходной сигнал которой через аналого-цифровой преобразователь 13 по1657987 с<упает в память нычислительного устройства 14, л результат вычисления физических величин и тедлнления и температуры вынодится на блок индикации 15. 11итание измерительной схе5 мы обеспечивается блоком питания 16, а блок управления 17 управляет работой иэмеритсльного устройства в целом.

t0

Способ осуществляют следующим образом.

Измерение производится в дна такЗатем по команде блока управления

17 вычислительное устройство 14 производит преобразование кодон выходных сигнапон датчика н десятичшк< коды, соответствующие значениям и раэмернссти физических величин давления P и температуры Т по следующим

Формулам

40 т

Р =А +ЛК< +АКл+ЛЪК +

+ А4К!КЯ + Л5К2+ A6R< + Л1К<КФ

+ A11R К2

2 (1) 45

Т Bo + В,К, + В К + В К<

+ В К RZ + В К2 + В6К< + В К<12 (2)

4 1 где R R - коды электрических со! 2 пр от и вл е ни е крис талл он .

Коэффициенты А„, Л<, Л2, А5, А4, 55

А, Ае, А7, Лб " "o ° "< Bz» 13з чаются градуировкой и хранятся в памяти BY постоянно. та.

На первом такте измерения переклю- 15 чатель 11, нлхсцясь н первом положении подключает на вход мостовой изЭ мерительной схемы 12 ныход одного из кристаллов, и результата измерения его сопротивления преобразус.тся в дноично-десятичный код нри но<<оигч аналого-цифрового преобрлзонлтеля ,13 и заносится в память вычислителг,1 ,ного устройства 14.

На втором также измерения переключатель 11 по команде блока управленц<я 17 подключает на вход мостовой измерительной схемы 12 выход второго кристалла, сопротивление которого аналогичным образом преобразуется н

30 код и также злносится н память вычилительпого устройства 14, <1ереключатель 11, оставаясь во нтором положении, обеспечивает готовность измерительного устройства к следующему циклу измерений сопротивлений чунстни гельного элемента датчика, но теперь уже н обратной последовательности — 1 2, 1, <, Формулы (1) (2), получены следующим образом.

Экспериментально получены градуировочные характеристики двух кристаллов моносульфида самария различной чувствительности К1 = f(P, Т), R 2 = f (P, Т) . Затем на ЭВИ с помощью программы аппроксимации по методу наименьших квадратов со статическим анализом точности аппроксимации получены численные значения коэффициентов н формулах (1) и (2).

Формула изобретения

Способ измерения давления, включающий нагружение кристалла моносульфида самария, легированного селеном, измеряемым давлением, измерение его электрического сопротивления, преобразование электрического сопротивления н числовой код и вычисление измеряемого давления по формуле обратного преобразонлния, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения давления за счет исключения температурной составляющей погрешности и расширения функциональных воэможностей путем одновременного опрег<еленин температуры, дополнительно нагружают измеряемым давлением второй кристалл моносульфида самария, отличающийся от первого кристалла степенью легирования селеном, измеряют его сопротивление, которое преобразуют в цифроной код, а величины давления P и температуры

Т определяют по формулам

+ А<К< + AZR2 + АЬК< +

2 о

3 2

+ А4К<К2 + Л5К2 + А6К< + Л7К<КК +

+ A 11R < R г .

2 2 3

2 Э

В4К!К2 Ф В5К2 Вбк + В К;К где R и R -сопротивления первого и второго кристаллов;

1657987

Ао А! A > A» А4 А5 А6

А6 и Во> В, В, В, В4, В -, В,  — числовые коэфф щиенты, которые определяют предварительно с

Составитель А. Зосимов

Редактор А.Кондрахина Техред M,Моргеитал Корректор H,Ðåât.êàí

Заказ 2430 Тираж 365 Подписное

ЗНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 помощью градуировок.

2. Устройство для измерения давления, содержащее корпус, в котором установлен первый кристаллический чувствительный элемент, выполненный иэ моносульфида самария, легированного селеном, и мостовую измерительную схему, выход которой подсоединен через аналого-цифровой преобразователь к вычислительному устройству, снабженному индикатором, о т л и ч ао щ е е с я тем, что в него дополнительно введены двухканальный аналоговый коммутатор, блок управления и второй чувствительный элемент, установпенный в корпусе и выполненный

5 иэ моносульфида самария, легированного селеном с меньшей степенью легирования с селеном, чем первый чувствительный элемент, подключенный к

10 первому входу аналогового коммутатора, а второй — к второму его входу, причем выход коммутатора подключен к входу мостовой измерительной схемы, а выход блока управления соединен с управляющими входами коммутатора, аналого-цифрового преобразователя и вычислительного устройства.