Теплоэлектрический вакуумметр

 

304468

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Соввтскик

Социалистические

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 06.1Х.1969 (№ 1360171/18-10) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликогано 25.V.1971. Бюллетень ¹ 17

Дата опубликования описания 6Х11.1971

МПК б 01l 21/10

Комитет по делам иаобретеиий и открытий лр» Совете Министров

СССР

УДК 531.788.6(088.8) Авторы изобретения

Е, Ф. Комаров и Е. А. Пенчко

Заявитель

ТЕПЛОЭЛЕКТРИЧЕСКИИ ВАКУУММЕТР / { /2

5+Р

Изобретение относится к приборам, измеряющим низкие давления, и в частности к теплоэлектрическим вакуумметрам, и может быть использовано при измерении низких давлений с повышенной точностью.

Известны теплоэлектрические вакуумметры, содержащие мгнометрический преобразователь, работающий в режиме постоянной температуры, мостовую измерительную схему, генератор-усилитель и регистрирующий прибор, присоединенный через переменный резистор к манометрическому преобразователю.

Однако они обладают значительной погрешностью измерений особенно в области низких давлений, Известно, что принцип действия вакуумметра основан на зависимости теплопроводности газа от давления. В режиме постоянной температуры нити манометрического преобразователя зависимость напряжения питания нити от давления выражается; где U — напряжение питания нити;

Р— давление;

h u S — постоянные, зависящие от рода газа и состояния поверхности ниги;

Уо — напряжение питания манометрнческого преобразователя, соответствующее теплопроводу от нити на излучение и по токовводам.

Из уравнения (1) получаем: при Р-+-0 U UO и при P co U U = V h+ Up

При давлениях выше 100 мм рт. ст. напря1О жение питания нити практически не изменяется с давлением.

Перед работой каждого вакуумметра про,изводят калибровку манометрического преобразователя, которая состоит в том, что при ат15 мосферном давлении устапавливают стрелку регистрирующего прибора на конец шкалы и снимают градуировочную кривую преобразователя = f(P) (фиг. 2 кривая 1).

U т

20 Применение калибровки при высоких давлениях позволяет индивидуальные кривые всех манометрических преобразователей с их реальным разбросом параметров h, S и Ьо связать в одной точке — при атмосферном

2s давлении. Все индивидуальные градуировочные кривые начинаются в общей точке, соответствующей 100% отсчету регистрирующим прибором при давлении 760 млт рт. ст, и расходятся веером из нее к своим значениям Uo.

30 Это приводит к существенному увеличению

ЗО4468 погрешности измерения давления и тем большей, чем ниже давление.

Кривая относительно ошибки измерения давления

65 при условно выбранном значении AU> — — 0,1 в и других параметрах Up — — 0,32 в, h=48,96 - в

S=5 мм рт. ст., характерных для манометрического преобразователя MT-6 в режиме вакуумметра ВСБ-1 показана на фиг. 2.

ЬР

При давлениями Р=10 — мя рт. ст. =»0 и

P при давлении Р=10 — мм рт. ст. отсчет давле i isi i Io r(eT быть завышен а 15 paa (npz оТх онении ЛЬ, на 0,1 в от номинального значения).

При условии допустимости разброса значения Up на 0,1 в вакуумметр не способен измерять давления ниже 3 10 — - мм рт. ст. Манометрические преобразователи, у которых с течением времени Up отклонилось выше определенного предела, должны отбраковываться.

С целью повышения точности измерения давления в предлагаемом устройстве последовательно с регистрирующим прибором включен постоянный резистор, параллельно которо»у подключена цепочка из соединенных последовательно источника постоянного напряи(ения и дополнительного переменного резистора.

Благодаря этому создается возможность

«связать» градуировочные кривые всех манометрических преобразователей не в одной точке при атмосферном давлении, а в двух точках при атмосферном давлении и нулевом давлении (на один †д порядка более низком, нежели наименьший возможный отсчет давления регистрирующим прибором).

Тогда веерообразный разброс градуировочных кривых манометрических преобразователей можно свести к кривым с более узкой полосой, ограниченной кривой, подобной гистерезисной.

При этом такая дополнительная калибровка преобразователей при нулевом давлении не влияет на калибровку при атмосферном давлении.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема вакуумметра; на фиг. 2 — градуировочные кривые вакуумметров и графики относительных ошибок измерения давления; на фиг. 3 — градуировочные кривые маномегрического преобразователя МТ-6 с очувствлением на краях диапазона.

Вакуумметр содержит манометрический преобразователь 1, включенный в плечо мостовой измерительной схемы 2, к диагоналям которой подключен генератор-усилитель 8 и регистрирующий прибор 4, включенный параллельно .прсобразователю.

В цепь регистрирующего прибора 4 последовательно включены переменный резистор б и постоянный резистор б, параллельно которому подключена цепочка из соединенных последовательно источника 7 постоянного напряжения и дополнительного переменного резистора 8.

В одну из диагоналей моста подается напряжение питания моста от генератора-усилителя, с другой снимается сигнал разбаланса моста при изменении давления, который подается на генератор-усилитель. Зтот сигнал является сигналом обратной связи на изменение мощности питания моста. Е-1апря «=-ние питания манометрического преобразователя является мерой давления. ВыходHoé сигнал, зависящий от давления, снимается непосредственно с манометрического преобразователя и регистрируется регистрирующим прибором.

Переменный резистор б служит для калибровки преобразователя при атмосферном давлении, а резистор 8 — при «нулевом» давлении.

К постоянному резистору б наряду с током измеряемого сигнала проходит ток от дополнительного источника напряжения 7. Величина этого тока устанавливается резистором 8.

3.д.с. источника 7 выбирается равной паденшо напряжения на резисторе б при измер нни максимального напряжения (при атмосферном давлении) е=т R6 (3) При работе с вакуумметром сначала проводят калибровку при атмосферном давлении. С помощью резистора 5 стрелку регистрирующего прибора 4 устанавливают на конец шкалы.

Затем при низких давлениях (ниже 10 - мм рт. ст.) производят калибровку нуля. Изменением сопротивления резистора 8 стрелка регистрирующего прибора 4 устанавливается на ноль шкалы. При этом по резистору б течет такой ток, который создает на ней падение напряжения, равное значению Уо для калибруемого преобразователя 1: у в

R о—

R г (8 (4) EIa фиг. 2 показана зависимость напряжения питания манометрического преобразователя

МТ-6, откалиброванного в двух точках от

U давления — = f (P) (кривая 2) .

Um

Во всем диапазоне давлений при тех же условиях Uo, AUo, Й и 5, что и при оценке для кривой 1 (фиг. 2), относительная ошибка изТока в цепи регистрирующего прибора 4 нет.

Корректировка нуля установкой большего или меньшего значения сопротивления резистора

8 не влияет на калибровку прибора, проведенную при атмосферном давлении, не сбивает ее. Какое ни было бы значение сопротивления резистора 8, при атмосферном давлении через регистрирующий прибор идет максимальный ток I, создающий на резисторе б падение напряжения, равное напряжению дополнительного источника напряжения 7. Ток по резистору 8 не идет, поскольку нет разности потенциалов на нем.

304468

/ ЬР мерения давления (— ) вакуумметром, 0ТКВ2 либрованным с помощью дополнительной схемы в двух точках на много меньше и изменяется от 1,34 /о (P=co) до 27 /о (Р=О). Калибровка преобразователей в двух точках позволяет путем растяжки участков кривой 2 с малой крутизной изменения сигнала по давлению расширить общий диапазон измеряемых давлений. На участке низких давлений расширение диапазона измеряемых давлений можно получить путем повышения чувствительности измерения выходного сигнала. На участках высоких давлений расширение диапазона может быть достигнуто путем компенсации относительно большого сигнала (80—

90% от максимального).

Градуировочная кривая манометрического преобразователя МТ-6 с компенсацией в двух точках и растяжкой участков диапазона показана на фиг. 3.

Таким образом, с помощью компенсации до нулевого значения начального отсчета, «= зависящего от давления, снижается погрешность измерения давления и появляется возможность расширения диапазона измеряемых давлений.

Предмет изобретения

Теплоэлектрический вакуумметр, содержа10 щий манометрический преобразователь, работающий в режиме постоянной температуры, включенный в плечо измерительной мостовой схемы и регистрирующий прибор, присоединенный через переменный резистор к маномет15 рическому преобразователю, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, последовательно с регистрирующим прибором включен постоянный резистор, параллельно которому подключена цепочка из соединенных по20 следовательно источника постоянного напряжения и дополнительного переменного резистора, 304468

100

01 р о а 0> оа а,7 ов 09 10

4/4/ë

Фиг Ы

Составитель О. Полев

Редактор В. Новоселова

Типография, пр. Сапунова, 2

1 (1,0

М

АР о

Р лРи dL =0,18 ;",ммpm gm

10 Ю Л7 40 50 й7 70 90 90 100

10,У

О1 ОЯ 0Z О ОХ 0Ю 07 ЦВ 09 1,0 (J/Ып

Фиг..7

Текред Т. П. Курилко Корректоры: А. Николаева и Е, Ласточкина

Заказ 1835/15 Изд. ¹ 766 Тираж 473 Подписное

11НИ11ПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5