Устройство для измерения давления

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистические

Республик »932314 (6I ) Дополнительное ы авт. с вид-ву(22) Заявлено 12. 11.80 (2! ) 300408 1/18-10 (51)M. Кл.

С 014 11 00 с присоединением заявки,%

Геяудврстееялый камитет

СССР (23) Приоритетяя делам нзабретеиив и открытий

Опубликовано 30.05,82. Бюллетень № 20 (53) ъ Д1(531. .787(088.8) Дата опубликования описания 04.06.82

С. И. Емец, П. П. Куликов, В. А. Резвгщкий, Ю. К. Таранеико, В. Д. Шалынин и И. Г. Ханин

j (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) YCTPOACTBO ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение цля автоматизации процесса функциональных испытаний гидравлических исполнительных механизмов.

Известно устройство для измерения

5 давления, содержащее цатчик цавления, состояший из тонкостенного цилиндрического разонатора, установленного в корпусе и снабженного системой возбуждения колеба1О ний резонатора, и измеритель периоца выходного сигнала цат шка $1).

Нецостатком датчика является его ог раниченный ресурс работы в условиях, когда время измерения значительно меньI5 ше времени нахождения цатчика поц нагрузкой. Другим нецостатком цатчика яв ляется его ограниченный, конструктивньгми параметрами резонатора, диапазон измерения.

Наиболее близким к прецлагаемому является датчик цавления с частотным выходным сигналом, соцержашпй корпус, чувствительный к давлению тонкостенный ферромагнитный резонатор, систему возбужцения и объема сгггнала, причем резсегатор снабжен сильфонами, закрепленными по конце резонатора, оцин из которых поа пружинен и соецинен с внутренней полс стью ре зона тора (2).

Недостатком цанного устройства является невозможность .товерки в процессе измерения начальной частоты датчика, что приводит к цополнительным погрешностям нуля и чувствительности. Кроме того, в цатчике не предусмотрена разгрузка от измеряемого параметра.иа вре- мя между измерениями, когда отсутству ет возможность отключения rrogaoamuel магистрали, что ограничивает его фуикцианальные возможности.

Бель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в него введен электромагнитный клапан, один вход которого соецинен с атмосферой, а цва цругих - соответственно с внутреицими rfonocTevjH резонатора и втоpoго.сни фона,, эффективная площадь которого выбрана больше эффективной площади первого сильфона, причем внутренняя полость резонатора сообщена с подводом измеряемого давления, а пс лость между резонаторами и корпусом гермети зиров ан а.

На чертеже изображен датчик с измерительной схемой, разрез . 1О

Датчик содержит корпус 1, в котором установлен тонкостенный цилиндриче-. ский ферромагнитный резонатор 2, при=» крепленный к корпусу 1 основанием 3,. являющимся одновременно штуцером для ввода измеряемого давления внутрь резонатора. На одном конце резонатора уста новлен подпружиненный сильфон 4, внут ренняя полость которого сообщается с внутренней полостью резонатора. На вто- 2с ром конце резонатора установлен сильфон

5, который отделен от внутренней полости резонатора и атмосферы электрв агнитным клапаном 6, причем в исходном состоянии клапана при обесточенной об- 25 мотке управления открыт канал 7 и 8.

При подаче тока в обмотку управления клапана остается открытым канал 8 ч 9 изолированный от внутренней полости ре- . зонатора и сообщающий Внутреннюю по- щй лость сильфона с атмосферой. Работа клапана осуществляется перемещением золотника (не показан), установленного на штоке 10. Ферромагнитный конец штока

10 установлен внутри стакана 11, являющегося частью корпуса. На стакане установлена обмотка 12 управления клапаном. B части 13 массивного основания резонатора по периметру просверлены сквозные отверстия 14, через которые полость 15 сообщается с полостью 16, причем указанные полости герметиэироBBHbl и заполнены газом и образованы наружной поверхностью резонатора и внут ренней поверхностью корпия. Для возбу45 ждения колебаний резонатора предусмотрена электромагнитная система 17 cbeма и возбуждения 18, установленные в корпусе и включенные в цепь усилителя

19, измерительной схемы соответствечно на вхОд и выход с помощью герм ОВВОДОВ

20 и 21. Для питания измерительной схемы предусмотрен источник 22 питания..

Устройство содержит также измерительную схему, содержащую кроме усилителя

19 и источника 22 питания„триггер 23, .управляюшую схему 24, фильтр 25, преобразователь 26 уровня, коммутатор 27 на входы которого могут быть подключе14 ф ны другие датчики давления с выходными си налами с Р > до Е,, делитель 28 частоты, схема 29 выделения импульсов, сжма 30 выработки сигнала окончания измерения, схемы 31 совпадения, генератор

32, счетчик 33, регистр 34 данных.

Устройство работает следующим образом.

Схема 24 управления вьщает сигнал на триггер 23, который включает источник 22 питания. Начальный импульс

Включения вызывает сигнал на входе уси= лителя 19, который подается на электромагнитный возбудитель 18, вызывающий колебания резонатора 2, эти колебания воспринимаются . электромагнитом 17 сьема и вновь подаются на вход усилителя 19, таким образом в цепи усилителя

19 возникают незатухающие электрические колебания с частотой

При включении источника 19 питания срабатывает электромагнитный клапан 6, вследствие подачи тока в обмотку 12 и втягивания штока 10 с золотником и ферромагнитным наконечником в укаэанную обмотку. В результате открыт канал 8 и

9 и внутренняя полость сильфона 5 сообщается с атмосферой, при этом сильфон сжат ровно настолько, что давление в полостях 15 и 16 равно первоначальному давлению, при условии, что измерение происходит в начале диапазона . Схема

24 управления с некоторой задержкой по отношению к сигналу включения питания выдает сигнал на коммутатор 27, который подключает цепочку из фильтра

25 и преобразователя 26 уровня на вход делителя 28 частоты. Одновременно с этим, схема 24 управления подает си нал на схему 29 выборки одного импу льса из последовательности. На вход указанной схемы с выхода делителя 28 поступает последовательность импульсов, частота которых в целое число раз мень ше частоты f соответствующего датчи1 ка.. На.выходе схемы 29 формируется импульс кратный измеряемому периоду, который открывает схему 31 совпадения и пропускает на вход счетчика 33 счетные импульсы генератора 32. По окончании импульса со схемы 29 схема 30 выработки сигнала окончания измерения вырабатывает соответствующий сигнал, который поступает на выход устройства и на вход схемы 24 управления, одновременно схемы 24 вырабатывает сигнал переписи информации со счетчика 33 в регистр 34 данныхс С указанного регистра, после поихода сигнала со схемы 30

314

S 932

4ожет быть считая результат измерения после чего регистр и счетчик обнуляются. По сигналу окончания измерения со схемы ЭО схема 24 управления вырабатывает сигнал, поступающий на триггер s

23, который отключает источник питания усилителя 19 и обмотки 12 управления клапаном. При этом клапан возвращается . в исходное положение, при котором канал

8 и 9 закрывается, а канал 8 и 7 откри- О вается, в результате чего измеряемая среца поступает в сильфон 5, который под действием давления увеличивает свой обьем.

При этом разность давления внутри и 15 снаружи резонатора равна нулю и резонатор при открытом канале 7 и 8 остается практически полностью разгружен, что позволяет продлить ресурс работы датчика, когда время измерения значительно щ меньше времени нахождения датчика поц измеряемым давлением. Устройство позволяет также производить поверку начальной частоты датчика в процессе измерений.

Для этого схема 24 управления при вклю-г5 ченном источнике питания датчика 22 отключает обмотку 12 управления клапаном, и клапан по канаду 8 и 9 соединяет внутреннюю полость сильфона 5 с атмосферой.

При этом, как указывалось выше, раз- 3о ность давлений на внутреннюю и наружную поверлность райна нулю и частота на выходе датчика равна начальноИ, коц которой записывается в регистре 34 данных и используется цля коррекции резуль тата измерений.

Ф ормула изобретения

Устройство. для измерения давления, содержащее корпус с установленным в нем тонк остенным цилиндрическим ферромагнит ным резонатором, на концах которого зак реплены сильфсны, один из которых подпружинен и соединен с внутренней поло стью резонатора, систему возбуждения и

:сьема ее колебаний и измерительную сне му, î r л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности, в него введен электромагнитный клапан, один вход которого соединен с атмосферой, а два других — соответственно. с внутренними полостями резонатора и второго сильфо- . на, эффективная площадь которого выбрана больше эффективной плацади первого ильфона, причем внутренняя полость резонатора сообщена с подводом измеряемого давления, а полость между резонатором и корпусом герметизирована.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Новиков П. В. и др. Цифровые приборы с частотными цатчиками Знергия, Л., 1970, с. 12 -122.

2, Авторское свидетельство СССР

N 658416, кл. G 01 4 11/00, 1971.

832314

Составитель В, Казаков

Редактор Ю. Середа Техред Е. Харитончик -Корректор B. Синицкая

Заказ 3764/60 Тираж 883 . Пощжсное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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

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