Измеритель давления

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{6! ) Дополнительное к авт. свид-ау (53) Й. М. (22) Заявлено 18. 11; 80 (21) 3005б23/18-10

G 01 L 7/06 с присоединением заявки,рй (23) Приоритет

3Ъаударатааииай кюмитет

СССР ив аеиаи изабрвтвиий и вткрытий

Опубликовано 30.05.82. Бюллетень М 20

Дата опубликования описания 30.05.82 (53) УД3 531. .787(088.8) (72) Автор изобретения

В.Е. Карпуша

Ордена Трудового Красного Знамени главная r обсерватория им. А.И. Воейкова (7I) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к прибо ростроению и может быть использовано для измерения давления.

Известны измерители давления, содержащие рейтерный груз с приводом для его перемещения по измерительному плечу рычага силокомпенсатора и отсчетное устройство для определения положения рейтерного груза при равенстве измеряемого усилия, созданного силокомпенсатором (1).

Наиболее близким к предлагаемому является измеритель давления, содержащий два рейтерных механизма и рычаг с двумя направляющими для грузов.

В известном устройстве непрерывность процесса измерения обеспечивается тем, что рейтерные грузы перемещаются в противоположных направлениях, при этом один иэ грузов . перемещается по рычагу и развивает компенсационное усилие, а второй пе ремещается в обратном направлении по направляющим, не связанным с рычагом, и усилия компенсации не создает.

В конце диапазона измерения, при навешивании (или снятии) диапазонного груза (т.е. при переходе на другой диапазон) один из рейтерных грузов, находящийся на одном конце рычага, снимается, а на рычаг устанавливается груз, находящийся на другом конце рычага.

Известное устройство содержит два рейтерных механизма с поводками и приводами, механизм наложения диапазонных грузов, механизм наложения рейтерных грузов, два отсчетных устройства, связанных каждый со своим приводом, механизм переключения отсчетных устройств (отсчитывают показания по отсчетному устройству, связанного с приводом рейтерного груза, который перемещается по рычагу) и нуль-индикатор, с помощью которого on2309

3 93 ределяется нулевое (равновесное) положение рычагаЩ.

Недостатками известного устройства являются: сложность, обусловленная наличием двух механизмов наложения грузов (диапазонных и рейтерных), а также устройств, управляющих этими операциями, что приводит в конечном итоге к снижению надежности прибора; наличие дополнительных погрешностей, обусловленных тем, что при измерениях на всех диапазонах используются одни и те же рейтерные грузы., хотя эффективная площадь упругого чувствительного элемента несколько изменяется. При высоких точностях

t измерения это обстоятельство имеет существенное значение; некоторое неудобство отсчитывания показания прибора, обусловленное наличием двух отсчетных устройств, по каждому из которых определяют разность между значениями начала поддиапазона и измеряемой величины, что требует дальнейшей обработки результата измерения.

Цель изобретения - повышение надежности прибора эа счет существенного упрощения конструкции и повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что измеритель давления снабжен механизмом суммирования перемещений рейтерных грузов, кинематически связывающим рейтерные механизмы, выход механизма суммирования соединен с отсчетным устройством, а рейтерные механизмы подключены к механизму суммирования через переключатель.

При этом исключается процесс наложения диапаэонных и рейтерных грузов и, более того, отсутствуют сами диапазонные грузы, а их функцию выполняют рейтерные грузы.

Конструктивно это дост(игается. тем, что рейтерные грузы после перемещения до положения, соответствующего концу поддиапазона, не сни ": маются с рычага, а остаются на нем и дальнейшее увеличение (или уменьшение) компенсационного усилия достигается перемещением следующего (2-го, 3-го и т.д.) рейтерного гру-! за с помощью переключателя .ходовых винтов, при этом перемещение рейтерных грузов суммируются, а к выходу суммирующего устройства (например, механического дифференциала) подсоединено отсчетное устрой5

Q0

55 ство, показания которого соответствуют измеряемой величине.

Повышение точности измерения достигается тем, что масса каждого рейтерного груза определяется при градуировке в том поддиапазоне, в котором он работает, поэтому чувствительность прибора во всех поддиапаэонах остается постоянной (заданной).

На черт же изображена схема предлагаемого устройства.

Коромысло 1 представляет собой неравноплечий рычаг на опоре 2. К малому плечу рычага подсоединен вакуумированный сильфон 3, а к боль-, шому плечу, на таком же расстоянии от оси вращения, подсоединен сильфон ч, во внутреннюю полость которого подается измеряемое давление Рдя .

Большое плечо .Рычага имеет две (по числу грузов) направляющие 5 и 6., по которым перемещаются рейтерные грузы 7 и 8 при поиощи кареток, приводимых в движение. ходовыми винтами

9 и 10 соответственно. На каждом ходовом винте закреплены зубчатые колеса 11 и 12, входящие в зацепление с солнечныии колесами дифференциала 13, обойма 11 которого кинематически связана через редуктор 15 с отсчетным устройством 16.

Нулевое положение коромысла 1 контролируется нуль-индикатором 17, выходной сигнал которого через усилитель 18 подается на управляющую обмотку электродвигателя 19, кинематически связанного с обоймой дифференциала 14. Переключение ходовых винтов осуществляется при помощи переключателя, состоящего иэ двух механических стопоров 20 и 21, поочередно тормозящих солнечные колеса дифференциала, или зубчатые колеса (11 или 12).

Устройство работает следующим образом.

При некотором начальном значении абсолютного давления разность сил, развиваемых сильфонами, равна силе компенсации,. создаваемой совместным действием грузов 7 и 8. . При увеличении давления Р я коромысло отклоняется от положения равновесия .и на выходе нуль-индикатора появляется сигнал рассогласования, который после усиления усилителем

18 подается на управляющую обмотку электродвигателя 19, при эт м начи5 9323 нает вращаться ходовой винт 9 и рейтерный груз 7 перемещается на расстояние, при котором вновь восстанавливается равновесие коромысла. Это перемещение через дифференциал Д и 5 редуктор P передается на отсчетное устройство, показания которого изменяются на величину, соответствующую изменению значения измеряемого давления. Так как начальное значение 10 показаний отсчетного устройства соответствует начальному значению изме ряемого давления, то после изменения показаний оно соответствует текущему значению измеряемого давле- 1s ния. После того, когда груз 7 в процессе измерений занимает предельное положение, соответствующее максимальному создаваемой силы компенсации, переключатель включает стопор 20, ко- щ. торый тормозит зубчатое колесо ll и выключает стопор 21, освобождая таким образом зубчатое колесо 12, после чего при дальнейшем увеличении измеряемого давления. начинает 21 перемещаться груз 8 вследствие передачи вращения от двигателя на ходовой винт 10. Показания отсчетного устройства при этом изменяются, причем результирующее изменение показаний соответствует сумме перемещений обоих грузов, т.е. показания отсчетного устройства.в момент рав новесия всегда соответствуют значению измеряемого давления.

Как видно из чертежа, каждый груз работает только в своем поддиапазоне.

Если изменение эффективных площадей сильфонов приводит к изменению воздействующих сил, то путем коррекции

40 массы груза следующего поддиапазона можно компенсировать (т.е. исключить) погрешность показаний устройства.

09 6

Для этого необходимо выполнить условие: отношение масс грузов первого и второго поддиапазонов должно быть равно отношению чувствительности устройства в этих поддиапазонах с одним и тем же грузом, или что то же самое, отношению эффективных площадей сильфонов.

Это условие выполняется автомати" чески при градуировке прибора по под диапазонам.

Технико-экономический эффект предлагаемого изобретения обусловлен повышением точности и надежности устройства, что позволяет улучшить метрологическое обеспечение работ в области измерения давления.

Формула изобретения

Измеритель давления, содержащий чувствительный элемент, связанный с рейтерными механизмами с грузами и приводом, нуль-индикатор рейтерного механизма и отсчетное устройство, о т л и ч а ю щ, и и с я тем, что, с целью повышения надежности и точности, он снабжен механизмом суммирования перемещений рейтерных грузов, кинематически связывающим рейтерные механизмы, выход механизма суммирования соединен с отсчетным устройством, а рейтерные механизмы подключены к механизму суммирования через переключатель.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 156726, кл. G 01 L 9/10, 1962.

2. Авторское свидетельство СССР

И 588477, кл. G 01 L 7/06, 1975 (прототип).

932309

Составитель И. Сумцов реда Техред Е. Харитончик Корректор M. Коста

Тираж 3 0одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,