Теплоэлектрический вакуумметр

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Оп ЙСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (») 538259

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.08.75 (21) 2167535/10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет 19.08.75, по и. 3 (51) М. Кл.е 01 1 21/12

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изаоретений и открытий (43) Опубликовано05.12.76.Бюллетень № 45 (53) УДК 531.788 (088.8) (45) Дата опубликования описания 21.03.77 (72) Автор изобретения

А. А. Биршерт (71) Заявитель (54) ТЕПЛОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ВАКУУММЕТР

Изобретение относится к вакуумной манометрии, в частности к теплоэлектрическим вакуумметрам, и может быть использовано для измерения давления разреженного газа в вакуумных установках различного назначения.

Известны теплоэлектрические вакуумметры

-в для измерения давления газа в диапазоне 10.30 мм рт, ст.(1) .

Известен также вакуумметр (2), содержа-,О щий источник питания и датчик сопротивления, чувствительный эл ем ент которого включен в одно из плеч мостовой схемы, остальные плечи которого образованы омическими сопротивлениями. Разбаланс моста является 15 мерой давления в датчике. Для обеспечения компенсации температуры внешней среды пл еч о, см ежн ое с чувствительным э ч ем ентом датчика, образовано компенсатором, т.е. таким же чувствительным элементом, но на-20 ходящимся в откачном и отпаянном датчике„

Однако такая схема компенсации удовлетворительно работает только в том случае, когga давление в измерительном и компенсационном датчиках примерно одинаково. Пои разли-25 чии в давлениях эта схема уже не обеспечивает удовлетворительной компенсации и вакуумметр обладает значительной температурной погрешностью. Отмечается также сильная чувствительность схемы к загрязнениям парами масла и т.п. В процессе эксплуатации пленка загрязнения образуется только на чувствительном элементе открытого датчика, в то время как чувствительный элемент компенсационного датчика остается чистым.

Это снижает точность измерения давления.

Мостовая схема измерения давления обладает также малой относительной чувствительностью, т,е. чувствительностью, деленной на максимальный сигнал. Это затрудняет использование схемы в системах автоматического;управления, поскольку выходной сигнал вакуумметра изменяется в пределах несколь— ких порядков и его измерение требует переключения чувствительности стрелочного прибс ра.

11ель изобретения — уменьшение температурной погрешности, повышение точности и относительной чувствительности вакуумметра„

538259

Для этого компенсационный элемент выполнен в вице двух последовательно соединенных сопротивлений, идентичных чувствительному элементу датчика, при этом чувствительный и компенсационный элементы раз- 5 мешены внутри корпуса датчика.

Для расширения нижнего предела измерения в вакуумметре на поверхность чувствительного и компенсационного элементов и на внутреннюю поверхносгь корпуса датчика 10 нанесено покрытие, снижающее их излучательную способность.

На фиг. 1 представлена схема предлагае. мого теплоэлектрического вакуумметра.

Теплоэлектрический вакуумметр содержит 16 источник питания 1, нагрузкой которого является мостовая схема 2, образованная четырьмя элементами-плечами. Первые два плеча схемы образованы омическими сопротивлениями R< и Я, причем R< сделано пе20 ременным. Третье плечо образовано основным чувствительным элементом R четвертое — двумя последовательно соединенными дополнительными чувствительными элементами R4 и М . Как основной R,так и оба

25 дополнительных чувствительных элемента

R4и R полностью идентичны между собой все они смонтированы внутри корпуса 3 датчика. Поверхность элементов R q,К4и 3> и поверхность корпуса 3 имеют покрытие

30 снижающее их излучательную способность (например, горячее золочение для чувствительных элементов R,R4 и 3 и серебрение для корпуса 3 датчика).

Теплоэлектрический вакуумметр работает следующим образом.

При давлении, меньшем нижнего предела измерения, показания милливольтметра 4 с помощью резистора устанавливают на нуль. Благодаря тому, что R R, ток, протекающий через элементы Я больше, чем ток, протекающий через 3 и R . Это приводит к тому, что начальная температура чувствительного элемента Р больше температуры элементов R 4 и 3 . При повышении давления температура элементов R, R4 и Я уменьшается неодинаково, что приводит к повышению разбаланса моста, являющегося однозначной функцией давления. ц»

Наличие в двух смежных плечах моста чувствительных элементов с разной рабочей температурой позволяет выбором режима моста скомпенсировать влияние температуры внешней среды во всем диапазоне измерения. Наиболее полная компенсация получается, если отношение токов в плечах моста

3 гравно Ч2, что легко осуществляется.

Поскольку как измерительный R, так и компенсационный В4 и R элементы на- 60

7 ходятся в одном корпусе 3, то они загрязняются в одинаковой степени. Влияние же их загрязнения на точность измерения давления компенсируется мостовой схемой 2 включения. Благодаря тому, что все три чувствительные элементы Rz, R4 4 R < при повышении давления остывают, что уменьшает их сопротивление, максимальный сигнал разбаланса уменьшается. Это приводит к тому, что относительная чувствительность вакуумметра увеличивается.

Так как поверхность корпуса 3 датчика и поверхность всех трех размещенных в нем элементов R, 3 и Я имеет пок4 рытие (например, химическое серебрение и горючее золочение соответственно), снижающее их излучательную способность, вакуумметр обладает более низким пределом измерения давления.

На фиг. 2 представлена схема вакуумметра, у которого в плечо мостовой измерительной схемы 2 последовательно с компенсационным элементом (сопротивления R4 и

R<) включено омическое сопротивление )

Источник питания 1 нагружен на мостовую схему 2.

Напряжение, подаваемое на мостовую схему 2, прямо пропорционально разбалансу моста (Ч зб ) Расчеты показывают, что пРи применении в качестве компенсатора последовательно соединенных двух чувствительных элементов R4 и Я и одного омического сопротивления- Я можно подбором величины омического сопротивления R6 обеспечить режим наибольшей компенсации. формула изобретения

1. Теплоэлектрический вакууммметр, содержащий датчик сопротивления, чувствительный элемент которого включен в плечо мостовой измерительной схемы, компенсационный элемент, включенный в смежное плечо мостовой схемы, блок питания и регистрирующий прибор, отличающийся тем, что, с целью снижения температурной погрешности, повышения точности и чувствительности вакуумметра, в нем компенсационный элемент выполнен в виде двух последовательно соединенных сопротивлений, идентичных, чувствительному элементу датчика, при этом чувствительный и компенсационный элементы размещены внутри корпуса датчика.

2. Вакуумметр по и. 1, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью расширения нижнего предела измерения, в нем на поверхность чувствительного и компенсационног о элементов и на внутреннюю поверхность корпуса

538259 датчика нанесено покрытие, снижающее их излучательную способность.

3. Вакуумметр по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в нем в плечо мостовой измерительной схемы последовательно с компен-5 сационным элементом включено омическое с опро тивл ени е.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Пипко Д. А. и др. Конструктирование и расчет вакуумных систем М-1970.,стр.

240.

2. мекк Дж. Измерение давления в вакуумных системах М. 1968. стр. 59„

538259

Wuz. я

Составитель О. Полев

Редактор О. Филипова Техред А. Богдан Корректор В. Салка

Заказ 5712/25 Тираж 1010 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4