ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ Российский патент 1994 года по МПК G01L9/10 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при конструировании образцовых средств измерения давления.

Известны преобразователи давления, содержащие двуплечий рычаг, сбалансированный относительно опоры, индикатор рассогласования, подвижный элемент (плунжер) которого тесно связан с одним из плеч рычага, два электромагнита силовой компенсации, размещенные с концов соответствующих плеч рычага, усилитель, вход которого соединен с выходом индикатора рассогласования, а выход - с входами электромагнитов и входом корректора диапазона, выход которого соединен с выходом преобразователя, чувствительный элемент, калибровочный груз, размещенные на разных плечах рычага [1] .

Известны также преобразователи давления, содержащие чувствительный элемент и расположенный на опоре двуплечий рычаг с индикатором рассогласования, электромагнитами силовой обратной связи и калибровочным грузом, при этом чувствительный элемент и калибровочный груз размещены на одном плече и с одной стороны рычага, на противоположном плече которого расположен индикатор рассогласования [2] .

Общим недостатком известных устройств является наличие единого рычага, связывающего все функциональные элементы его кинематической схемы.

Требования к рычагу по малой массе, по немагнитности, по малому температурному линейному расширению и жесткости приводят к компромиссному выбору марки материала. При этом теряется возможность в получении более высокого класса точности преобразователя и динамической устойчивости его выходного сигнала.

Целью изобретения является повышение точности и динамической устойчивости преобразователя давления.

Достигается это тем, что в преобразователе давления, содержащем двуплечий сбалансированный относительно опоры рычаг, связанный с чувствительным элементом индикатором рассогласования и калибровочным грузом, введен второй двуплечий рычаг, размещенный на опоре первого рычага и связанный с электромагнитами силовой обратной связи.

Сравнение заявленного технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна".

При изучении других известных технических решений в данной области такие признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены, и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".

На чертеже изображена кинематическая схема преобразователя давления.

Устройство состоит из силоизмерительной системы, содержащей два двуплечих рычага 1 и 2 с общей опорой 3. Рычаг 1 связан с чувствительными элементами 4 и 5, плунжером 6 индикатора рассогласования 7 и калибровочным грузом 8. На рычаге 2 расположены две катушки 9 и 10, соединенные с катушками 11 и 12 электромагнитов 13 и 14. Выход индикатора соединен с входом усилителя 15, выход усилителя - с обмотками электромагнитов и корректором 16 коэффициента преобразования.

Работа устройства основана на принципе силовой компенсации и происходит следующим образом.

Избыточное давление Р (разрежение - Р) преобразуется чувствительным элементом 4 (5) в силу, которая, действуя на рычаг 1, вызывает перемещение плунжера 6 индикатора 7 рассогласования. Сигнал с индикатора 7 рассогласования усиливается усилителем 15 и в виде постоянного тока поступает в катушки 9, 10, 11, 12 электромагнитов 13, 14 и в цепь корректора 16. Постоянный ток, протекающий по катушкам электромагнитов, пропорционален избыточному давлению (разрежению) и является мерой его измерения. Погрешности, вызванные изменением индукции в рабочем зазоре электромагнитов 13, 14 и изменением длины двуплечего рычага 2, корректируются корректором 16 при наложении калибровочного груза 8 на рычаг 1.

Таким образом выполнение устройства позволяет:
- повысить динамическую устойчивость преобразователя, так как рычаг 2, связывающий катушки 9, 10 электромагнитов 13, 14, может быть изготовлен из облегченного материала, например алюминиевого, при этом возможные существенные температурные изменения длины рычага и электромагнитной силы электромагнитов компенсируются калибровкой преобразователя калибровочным грузом 8;
- повысить точность преобразователя в связи с тем, что рычаг 1, на который ложится калибровочный груз, связывающий чувствительные элементы 4, 5 и плунжер 6 индикатора 7 рассогласования, может быть изготовлен из материала с допущением по увеличению массы, имеющего длину плеча существенно меньшую, чем у рычага 2, но с меньшим температурным коэффициентом расширения, например, из никелевого сплава.

Использование: изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при конструировании образцовых средств измерения давления. Сущность изобретения состоит в том, что преобразователь давления, содержащий двуплечий рычаг 1, сбалансированный относительно опоры 3, индикатор рассогласования 7, подвижный элемент (плунжер) 6 которого связан с одним из плеч рычага, два электромагнита 13, 14 силовой компенсации, усилитель 15, вход которого соединен с выходом индикатора рассогласования 7, а выход - с входами электромагнитов и входом корректора 16 диапазона, выход которого является выходом преобразователя, чувствительный элемент 4 (5) и калибровочный груз 8, размещенные на плечах рычага 1, снабжен вторым двуплечим рычагом 2, размещенным на опоре первого рычага, при этом второй рычаг 2 связан с подвижными катушками 9, 10 электромагнитов 13, 14 силовой обратной связи. 1 ил.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ, содержащий двуплечий сбалансированный относительно опоры первый рычаг, связанный с чувствительным элементом, индикатором рассогласования и калибровочным грузом, а также электромагниты силовой обратной связи с подвижными катушками, отличающийся тем, что в него введен второй двуплечий рычаг, размещенный на опоре первого рычага и связанный с подвижными катушками электромагнитов силовой обратной связи.