Манометр

 

еетет т . - . ". -:;чесн я библ о, =.н МЬ.

VOИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

С©юз Советс;".:. :.;

Социалистических

Республик (1Ц 555304 (61) Дополнительное к авт. спид-ву (22) Заявлено 22.01.76 (21) 2316170/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опублик. вано 25.04 77. БюллЕтЕнь ¹ 15 (51) М Кл 2

G 01 1. 7/06

Государстванный иамитет

Саввтв Министраа СССР па делам изабретаний и аткрытий (53) УДК

531.787.91 (088.8) (45) Дата опубликования описания,23.06.77 (72) Авторы изобретения

В. И. Лобан и В. С. Моисейченко

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина (71) Заявитель (54) МАНОМЕТР

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может найти широкое применение для преобразования давлений во времяимпульсный выходной сигнал и построения цифровых манометров.

Известные преобразователи давления с времяимпульсным выходным сигналом, построенные по методу двухтактного интегрирования, в качестве чувствительного к давлению элемента содержат неуплотненный поршень и характеризуются отсутствием статической ошибки и йогрешности от дрейфа нуля чувствительного элемента 111. Однако необходимость вращения, тщательной притирки поршневой пары„строго вертикальное положение портлня„центрирование весового опорного элемента с поршнем и т,д. значительно снижает надежность и помехоустойчивость, а значит и сужает область их применения.

Известные компенсационные манометры (уравновешивания), как аналоговые, так и с частотно (широтно)-импульсной модуляцией тока стабилизатора, которая обеспечивает время-импульсный вькодной сигнал в качестве чувствительного элемента, содержат сильфон или мембрану и отличаются простотой и надежностью конструкции, Однако им свойственная статическая погрешность, обусловленная жесткостью чувствительного элемента, и погрешность от дрейфа нуля упругого элемента.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является манометр уравновешивания, содержащий сильфон, на дне которого укреплен рычаг, соединенный с основанием специальной пружиной, мягкой в:направлении угла поворота

1О рычага (21. На длинном плече рычага укреплены подвижная пластина емкостного электрического преобразователя (датчика) перемещения рычага (преобразователя недокомпенсации ПН) и подвижная катушка магнитозлектрического обратного

15 преобразователя (МЭП) (катушка силовой компенсации), которая входит в зазор постоянного магнита МЭП. Для осуществления время-импульсного преобразования давления при- использовании данного датчика в манометре осуществляется

211 широтно-импульсная модуляция (ШИМ) тока стабилизатора, питающего МЭП, что предполагает наличие коммутирующего ток устройства (коммутатора), управляемого с помощью схемы управления от преобразователя выходного напряжения ПН во

25 временной интервал.

5 55304

Цель изобретения — повышение точности измеренияя.

Указанная цель достигается .тем, что в известном манометре, содержащем сильфон, рычаг с опорой, магнитоэлектрический преобразователь с подвижной силовой катушкой, включенной через. коммутатор в цепь стабилизатора тока, и датчик перемещения рычага со схемой управления коммутатором, сильфон соединен с контролируемой средой через нерегулируемый дроссель и,на одном каркасе с подвижной катушкой установлены две катушки компенсации жесткости сильфона, причем катушки расположены на краях рабочего зазора

О магнитной системы, встречно скоммутированы между собой и включены в цепь стабилизатора тока N последовательно с подвижной силовой катушкой.

Введение нерегулируемого дросселя на входе сильфона позволяет осуществить работу манометра в режиме двухтактного интегрирования давления, а введение катушек компенсации жесткости позволяет 20 исключить влияние жесткости сильфона на линейность инте,грирования давления.

На чертеже изображена схема манометра.

Неподвижный дроссель-капилляр 1 с одной стороны соединен с измеряемой сре ой, с другой — с сильфо ом 2, внутреш яя камера 3 которого заполнена рабочей жидкостью. Подвижное днище сильфопа жестко соединено с коротким плечом рычага 4.

На длинном конце рычага 4 установлен каркас 5 с катушками магнитоэлектрического преобразователя, содержащего постоянный магнит 6 и мапп топровод 7. Одна силовая катушка 8 установлена в середине рабочего зазора с постоянной индукцией. Две дру- 3 гие катушки 9 компенсации жесткости сильфона расположены на краях рабочего зазора, где индукпия меняется по линейному закону. На конце рычага установлены два контакта 10 положения, включенные на вход дискриминатора 11 перемещения со схемой 40 управления выход которой соешшен с входом коммутатора 12. Через коммутатор 12 в цепь стабилизатора тока 13 вклпгчена силовая катушка 8.

Кроме того. последовательно в цспь стабилизатора тока 13 встречно включены две катуц ки компенса- 4> ции 9.

Цикл измерения начинается подачей импульса "Пуск" со схемы управления 11, в результате чего стабилизатор тока 13 подключается к схеме и с 50 некоторой задержкой формируется импульс начала первого такта ип ег1ьчровмия, пе1зеключак ший ком-. мутатор 1 в состояние, при KoTopt>M силовая катушка 8 включается в цепь стабилизатора l 3.

М

При этом стабилнзированпый ток, проходя по силовой катушке 8, создает опорное усилие, и в сильфоиной камере создастся образцовое давление.

Через дроссель- капи шяр 1 осуществляется постоянный расход жпкости (жидкость вытекает) из 60

4 сильфонной камеры 3 в измерительную линию под действием разности опорного и измеряемого лавлещй. Сильфон? сжимается, его днище перемещается вверх, и длинное плечо рычага 4 замыкает нижний контакт 10. На выходе лискриминатора перемещения 11 формируется импульс, означающий конец первого такта интегрирования, и схема управления переключает коммутатор 12 в противоположное состояние, при котором силовая катушка 8 обесточивается.

Таким образом, в сильфонной камере 3 снимается образцовое давление и осуществляется постоянный расход жидкости (жидкость натекает) в камеру 3 под действием измеряемого давления до тех пор, пока точка С длинного плеча рычага не замкнет верхний контакт 10, момент замыкания означает конец второго такта интегрирования.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществить преобразование давления во время-импульсный выходной сигнал.

Время-импульсное преобразование по методу двухтактного компенсационного интегрирования давления в предлагаемом устройстве по сравнению с компенсационными манометрами позволяет исключить статическую ошибку, обусловленную жесткостью сильфона, и погрешность нуля сильфона, которые являются определяющими, и позволяет упростить устройство в целом: линейное преобразование еперемещения в электрический сигнал (ПН по схеме М-ДМ) заменяется дискриминацией двух заданных уровней перемещений, т.е. упрощается датчик перемещения, исключается преобразователь напряжения в интервал времени.

Формула изобретения

Манометр, содержащий сильфон, рычаг с опорой, магнитоэлектрический преобразователь с подвижной силовой катушкой, включенной через коммутатор в цепь стабилизатора тока и датчик перемещения рычага со схемой управления коммутатором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, сильфон соединен с контролируемой средой через нерегулируемый дроссель и на одном каркасе с подвижной силовой катушкой установлены две .катушки компенсации жесткости сильфона, причем катушки расположены на краях рабочего зазора магнитнэй системы, встречно скоммутировачы между собой и включены в цепь стабилизатора тока последовательно с подвижной силовой катушкой.

Источники информации. принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство Х" 430294, М. G 01 L 7/16, 1974.

2. Туричин А.М. "Электрические измерения неэлектрических величин. Энергия, 1966, с. 595-596 (прототип).

Составитель И. Петрашень

Техред О, Луговая

Корректор Н. Золотов скал

Редактор Т Иванова

Заказ 451/19

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

Тираж 1101 Подписное

llHHHIlH Государственного комитета Совета Министров СССР

1 по делам изобретений и открьний

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