Вакуумметр

 

ОПИСАНИ

ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ

Сааоз Советских

Соа4ивлистическии

Республик (61) Дополиителъное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 110477 (21) 2475354/18-10 с присоедииеиием заявки N9 (23) Приоритет

Опубликоваио 05.09.79. Бюллетень ¹

Дата опубликования описания 0509,7

Государственный коинтет

СССР во дмам нзобретеннй н открытнй (72) Авторы

ИЗОбрЕтЕНИя E Ф.Комаров, E.A.Ïeí÷êo и В.В.Панюшкин (71) Заявитель (54) ВАКУУММЕ1 р

Изобретние относится к области вакуумной техники, в частности к измерению давления разреженного газа .

Для измерения давления разреженного газа большое распространение

5 получили электронные, иониэационные и магнитные электроразрядные вакуумметры с обзорной логарифмической шкалой, перекрывающей несколько порядков давления (1) . По таким шкалам удобно отсчитывать давление, облегчается запись и управление технологическ им процессом по давлению.

Для исключения дополнительной погрешности измерения давления вакуумметром, вызванной флюктуацией напряжения питания в них применяют3 ся стабилизаторы. Они не допускают .отклонения параметров питания -манометрического преобразователя за допустимые пределы, поддерживают постоянный режим работы измерительного блока. Стабилизация напряжения порядка нескольких киловольт для питания преобразователя магнитного электроразрядного вакуумметра является задачей повышенной сложности.

Стабилизаторы вакуумметров выполняются обычно в виде отдельíогo узла.

Это ".pèâoëèò к усложнению схемы, уве- ЗО личению габаритов и веса прибора, увеличению потребляемой мощности и стоимости и снижению надежности.

В отечественном магнитном электроразрядном вакуумметре ВМБ-8 (2), который по технической сущности является наиболее близким к предлагаемому, стабилизатор напряжения включает в себя проходной трансформатор, несколько транзисторов, резисторов, полупроводниковых диодов, стабилитронов и конденсаторов. К первичной обмотке силового трансформатора вакуумметра последовательно подсоединен проходной трансформатор. В его вторичную обмотку включены регулирующие транзисторы, которые управляются с выхода усилителя, один из входов которого подключен к опорному напряжению, а другой — к выпрямленному напряжению от сетевого трансформатора.

Целью изобретения является повышение надежности и уменьшение габаритов и веса вакуумметра.

Эта цель достигается тем, что в вакуумметр, содержащий манометрический преобразователь, подключенный через параллельно соединенные

684 354

60 логарифмирующее устройство и усилитель к измерительному прибору, и блок питания с выпрямителем, введены соединенные последовательно источник постоянного опорного напряжения и реэисторний делитель, второй конец которого подключен к выпрямителю, при этом услитель выполнен операционным и его первый вход соединен с манометрическим преобразователем, а второй - co средней точкой резисторного делителя.

При использовании манометричес,,кого преобразователя со степенной, в частности линейной, зависимостью выходного сигнала от давления и

;логарифмировании выходного сигнала

,во всем диапазоне введение в опе,рационный усилитель сигнала об отклонении напряжения сетевого питания позволяет скорректировать логарифмическую кривую вакуумметра до номинального уровня. В результате исключается стабилизатор напряжения питания манометрического преобразователя из измерительной схемы вакуумметра.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого вакуумметра.

Вакуумметр состоит нз манометрического преобразователя 1, работу кЬторого обеспечивает блок питания 2. цепь выходного сигнала манометрического преобразователя 1 соединена с входом а операционного усилителя 3. Операционный усилитель 3 по этому входу шунтирован логарифмирующим устройством 4. Выходной сигнал с операционного усилителя 3 подается на измерительный прибор 5 (например, вольтметр) . Другой вход б операционного усилителя 3 соединен со средней точкой резисторного.делителя, один из концов 6 которого связан с источником постоянного опорного напряжения 7, а другой 8 — с выходом выпрямителя 9 сетевого напряжения, Токовой сигнал с выхода манометрического преобразователя 1 можно представить в виде суммы двух слагаемых: номинального значения 1н и приращения 41 зависящего от отклонения режимов питания от номинальных, вызванных изменением напряжения сети.

I=1,+ьТ

Этот суммарный сигнал подается на вход а операционного усилителя, 3. Напряжение íà его выходе (U>b z) при условии, что aI «0,21>, равйо

u „,„.к(еф„ах))=к(е,т„» " ).

"вьа н вьво > где К - коэффициент пропорциональности.

Величина - I/I„не что иное,как относительная ошибка измерения давления, не зависящая от давления, aT ьР

I P вызванная отклойеннем отсчета от номинального при изменении напряжения сетевого питания. На графике отсчета давления вольтметром 5 УВЫ= ГЪп 1 (Р) мы имеем прямую, пропорциональную

Ъп 1„(Р) . Отклонение напряжения питания вакуумметра от номинального будет приводить к ее смещению вверх или вниз на величину д0 „, д, пропорциональную сшибке д1/Т„.

Одним из свойств операционного усилителя является то, что, подавая на другой его вход (б ) какое.либо напряжение, на выходе получаем пропорциональное ему напряжение

UBb q< и рабочая характеристика сдвигается вверх или вниз на величину этого напряжения.

Схема вакуумметра рассчитывается, исходя из условия компенсации изменения напряжения на выходе операционного усилителя 3@0 „при отклонении тока преобразователя 1 от изменения напряжения сетевого питания приращением напряжения иа выходе усилителя

Заев, к,, управляемым прямо напряжением сети через выпрямитель 9 и дели« тель иэ резисторов 8 и 6. Для этого при заземленном входе б операционного усилителя З,измеряется приФ ,ращение напряжения aU>»„ при вариации напряжения питания сети по входу с на фиксированную величину. Ватем выбирается значение опорного напряжения источника 7, величина которого поддерживается постоянной, и рассчитываются резисторы 8 и 6, ис ходя из условия, чтобы при одном и том же изменении напряжения сетевоГо питания

@ "вь1к, = AUBblka и 6 а вык Ю =

>s+ "ь где U - изменение напряжения на выходе выпрямителя 9 у

В,8 и Иь — величины резисторов

8 и 6;

gj — коэффициент передачи напряжения операционным усилителем 3 по входу б .

Предлагаемое техническое решение вакуумметра позволяет существенно повысить надежность прибора путем исключения стабилизатора напряжения, снизить его стоимость, габариты и вес при сохранении высокой точности измерения давления.

ФоРмула и зобрет ения

Вакуумаетр, содержащий манометрический преобразователь, подключенный через параллельно соединенные

Составитель О.Полев

Техред С.Мигай Корректор В.Бутяга

Редактор И.Петрашень

Заказ 5273/33 . Тираж 1090 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г ужгород, ул.Проектная,4

5 684354 8 логарифмирующее устройство и усилитель операционными и.его первый вход соек иэмерительнсму прибору, и блок динен с манометрическим преобразовапитания с выпрямителем, о т л и ч а- телем, а второй - со средней, точкой ю шийся тем, что, с целью паны- реэисторного делителя. щения надежности и уменьшения габари- Источники информации,.принятые тов н веса вакуумметра, в него вве- во внимание при экспертизе дены соединенные последовательно ис- 8 ). Востров Г.A . и,др. Вакуумметточник постоянного опорного напряже- .ры,Л., 1967, с.82. ния и реэисторный делитель, второй 2. Вакуумметр ВМВ-8. Вакуумная конец которого подключен к выпрями- ;техника . Справочные материалы. телю, при этом усилитель выполнен Реклама, 1975, с.86,,