Преобразователь давления

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ort и AHи E

ИЗОБРЕТЕЙИЯ (1S) 5Ч3093

{61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) За"влено 03,08.76 (21) 2394686/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опубликовано15.02.78.Бюллетень № 6 (45) Дата опубликования описания о5:03.78

2 (53) М. Кл.

Q 01 L 7/16

Государственный иомитет

Соввтв Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 531.787 (088.8) В. Г. Кнорринг, Е. С, Левшина, В. И. Лрбан, В. С. Моисейченко и В, F.. Евдокимов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Ленинградский эрдена Ленина политехнический институт им, М. И. Калинина (54) ПРЕОБРАЗСВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ

Изобретение эти эсится к области приэоростроения, в частности, к устройствам для измерения давления.

Известны преэоразэватели давления с время-импульсным выходным сигналэм, использующие весовэй эпэрный элемент в сочетании с неуплотненным поршнем, построенные по методу двухтактного интегрирования давления fl), Извес тные пре эбразэватели давления не !о обеспечиваю высокой точности измерения.

Наибэлее близким к изээретению пэ технической сущности является преэбразэватель давления, кэторый состэит из запэлненной рабочей жидкостью камеры, соединенной с б измеряемой средой через нерегулируемый дроссель, и неуплотненного поршня, вывешенного поплавком и разме ценнэгэ во вращаюшейся втулке, Над поршнем размещен электромагнит, сердечник котэрэго использован в оп качестве эпэрногэ груза, а эбмэтка подключена к элэку управления. Крайние полэжения поршня фиксируются подключенными к элоку управления датчиками положения — кэнтак тами, Прямой ход поршня «а заданное переме-2б щение осуществляется усилием or измеряемого давления, а обратный — за счет стабильного веса сердечника электромагнита.

В этом преобразователе давпения неуплотненный поршень одновременно выполняет фупкции истэчника образцовогэ давления в совокупности с весэвым опорным элементом, интегрирующего устройства в совокупнэсти с нерегулируемым дрэсселем и ука— зателя выходного сигнала интегparopa— объема протекающей жидкости, что осуществляется датчиками положения по перемещению поршня (2), Такое совмещение функций упрощает кэнструкцию преобразователя, но ограничивает точность измерения, r8K KBK приводит к следующему противоречию: с одной стороны, для повышения точности задания образцов эгэ давления, а также точности интегрирования давления необходимо сгремиться к уменьшению перемещения поршня (в точных датчиках давления, в частности эталэне давления, допустимые перемещения поршня ограничиваются долями микрона), а с другой стороны, для уменьшения погреш693О93

3 ности сравнения интегралов и выявления измерительньх интервалов времени следует увеличивать: перемещения поршня, так как чувствительность датчиков положения ограничена, у также большое влияние оказывают цомехи, в частности вибрации при малых перемещениях.

> Белью настоящего изобретения является повышение точности измерения давления.

Это достигается тем, что предлагаемый преобразователь давления, содержащий запол ненную рабочей жидкостью камеру, соединенную с измеряемой средой через нерегулируемый др оссель, неупл огне нный п оршень с грузом, механизм установки которого см- $5 динен с выходом устройства управления, и датчики положения поршня, снабжен реверсивным двигателем, а в камере установлен микровинт, снабженный датчиками положения, при этом микровинт через редуктор 20 связан с валом реверсивного двигателя, обмотка которого через усилитель подключена ж выходу датчика положения поршня, а датчики положения мнкровинта соединены с входом устройства управления. 25

На фиг. 1 схематически показан описываемый преобразователь; на фиг. 2 — диаграмма его работы.

Преобразователь содержит камеру 1 с жидкостью, которая через нерегулируемый 30 дроссель 2 соединена с измеряемым давлением Рх, вращающуюся втулку 3, неуплотненный поршень 4, механизм 5 наложения груза, управляемый сигналами с выходе устройства управления 6. Перемещение поршня измеряется датчиком 7 положения, например, емкостным, а выходной электрический сигнал датчика усиливается усилите/ лем 8, выход которого подключен к обмотке управления реверсивного двигателя 9. 40

Вал двигателя через редуктор посредством лапки 10 и пальцев 11 связан с микровинтом 12, размещенным в камере 1. Сравнение заданных в двух тактах значений инте45 гралов- дискриминация угла ф поворота микровинга осуществляется фотодатчиком 13, сигнал которого через усилитель 14 поступает на устройс.тво управления 6.

Устройство управления формирует им50 пульсы 1 и 4 >, длительность которых равна времени вращения микровинта на заданный угол Ь9ов первом и втором тактах ин те гр ир овани я, Преобразователь работает следующим

55 образом.

В исходном состоянии поршень заарретнрован. При снятии арретира по сигналу с устройства управления 6 в первом такте интегрирования жидкость под действием

60 измеряемого давления натекает в камеру.1

4 через дроссель 2 с гидравлическим сопро- тивлением Я к и стремится вытеснить пор!- ° шень 4 вверх. Перемещение поршня преоб- разуется датчиком 7 в напряжение, которое усиливается усилителем 8 и прикладывается к обмотке управления реверсивного двигателя 9. При положительном управляющем напряжении двигатель вращается

s направлении вывинчивания микровинта, и через некоторое время задержки А14, его скорость вращения 00 устанавливается постоянной. При атом угол 9 поворота вала растет: р=,+ „" р„ас, ка где К вЂ” коэффициент передачи замкнутой цепи следящего астатического уравновешивания (узлы 3,7,8,9,12), преобразующей расход Gl = и угловую скорость (6

Px

Угол йф задан двумя уровнями дискриЯк минации g< и g<.è. практически его удобно сделать равным одному (нескольким) оборотам вала.

У .Э

Таким образом, в течение времени х4, когда микровинт поворачивается на угол Юо or Р4 до, осуществляется пер-. вый такт интегрирования, и формула измерения имеет вид к 41

J P„ at ко

Во втором такте по сигналу с устройст» ва управления в течение задержки 44Z осу- ществляется наложение груза весом Г =р .g где & — эффективна плошадь поршня. Поршень стремится опуститься, а жидкостьвытечь из камеры через дроссель с расходом под действием разности давлений Р =(РО-РК). о" Р»

Расход Я = через время задержки Ф4

К отслеживается цепью следящего астатическо:го уравновешивания. Так как во 2-м такте поршень перемешается в обратном направлении, напряжение на выходе датчика.7 положения и на выходе реверсивного двигатеI ля 9 изменяе знак, и вал двигателя начинает изменяет знак, и.вал двигателя начинает вращаться в обратном направлении, проходя: заданные значения угла fg и ф4 в обратном направлении, при этом устройство управления 6 сформирует измерительный интервал 62 . Во втором такте форму ла измерения имеет вид: 2

Ь * ("P jar. р о х о

С учетом равенства значений интегралов в обоих тактах интегрирования о, а также при условии постоянства гидравлического сопротивления Я и и коэффициента передачи К в течение цикла измерения сравни593093

Составитель О. Сафонов

Редактор Л, БатановаТехред А, Богдан, Корректор C. Гарасиняк

Заказ 1881/57 Тираж 1112 Подписное

11НИИПИ 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

5 .тельно небольшой дпительностью С = 6 + бй+

+g< . Ф и ф (единипы-десятки секунд) полу1 чим

2 х х о

Формула изобретения

Преобразователь давления, содержащий 10 заполненную рабочей жидкостью камеру, соединенную с измеряемой средой через нерегулируемый дроссель, неуплотненный поршень с грузом, механизм установки которого соединен с выходом устройства уп »равления, и датчики положения поршня, о тл и-ч а ю шийся тем, что, с пелью повышения точности измерения давления, он снабжен реверсивным двигателем, а в ка.мере установлен микровинт, снабженный датчиками положения, при этом микровинт через редуктор связан с валом реверсивного двигателя, обмотка которого через усидитель подкпючена к выходу датчика положения поршня, а датчики положения микровинта соединены с входом устройства управления.

Источники информапии, принятые во внимание при эскпертизе:

1, Лобан В. И., Моисейченко В. С.

Интегрирующий грузопоршневой преобразователь давления. Труды ЛПИ, Л., 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 430294, кл. 401 Ь 7/16, 1974.