ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ Российский патент 1994 года по МПК G01L9/12 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в приборах для измерения давления с помощью емкостного датчика, а также передаче информации по каналам телемеханики.

Известны устройства для измерения давления, содержащие упругий чувствительный элемент, который с двумя неподвижными электродами образует две дифференциальные емкости, величины которых зависят от измеряемого давления.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь давления, включающий емкостный датчик давления, в котором емкости, образованные между электродами, входят в схему автогенераторов, выходные сигналы которых подаются на смеситель, а разностная частота - на измеритель частоты [1] .

Недостатком известного устройства является нестабильность показаний (недостаточная точность) вследствие флуктуации разности исходных частот автогенераторов при определенной зоне нечувствительности смесителя.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет повышения стабильности.

Достигается это тем, что в преобразователь давления, содержащий емкостной датчик, включающий упругий элемент, образующий с первым и вторым электродами два конденсатора, первый и второй генераторы, смеситель и частотомер, дополнительно введены первый и второй асинхронные многоразрядные счетчики-делители, входы которых подключены к выходам соответствующих генераторов, а выходы одинаковых разрядов соединены с входами смесителя.

На чертеже представлена структурная схема преобразователя давления.

Преобразователь давления содержит емкостной датчик, состоящий из упругого чувствительного элемента 1 и неподвижных электродов 2 и 3, которые образуют два конденсатора С1 и С2; емкостной датчик своими выходами соединен с двумя генераторами 4 и 5; которые в свою очередь соединены с двумя асинхронными многоразрядными счетчиками-делителями 6 и 7; выходы счетчиков подключены к входам смесителя 8 и далее сигнал поступает на частотомер 9.

Преобразователь давления работает следующим образом.

Под действием измеряемого избыточного давления (разности давлений Р1-Р2) мембрана 1 прогибается, изменяя величины емкостей С1 и С2. Емкости входят в схемы генераторов 4 и 5, частоты которых f₁ и f₂ изменяются в зависимости от величины емкостей. Частоты f₁ и f₂ подаются на входы счетчиков-делителей 6 и 7, на выходах которых формируются частоты F₁= f1/2^N и F₂= f2/2^N, где N= 1,2. . . - разряд деления на счетчиках.

Пониженные частоты F₁ и F₂ поступают на входы смесителя, на выходе которого частота F пропорциональна разности давлений (Р1-Р2). По показаниям частотомера 9 определяют измеряемую величину давления.

Преобразователь давления может быть выполнен, например, из следующих элементов: генераторы частоты 4 и 5 - схемы автоколебательных мультивибраторов на микросхемах КР 1006ВИ1; счетчики-делители 6 и 7 - микросхема К561 ИЕ-16; смеситель 8 - триггер К561ТМ2. Все элементы схемы запитываются от стабилизированного источника напряжения постоянного тока. Емкостной датчик представляет собой два конденсатора, образованных защемленной мембраной и двумя неподвижными электродами, закрепленными через изолятор на корпус.

Сущность изобретения: в емкостном датчике преобразователя давления упругий чувствительный элемент образует с двумя электродами две емкости и в цепь преобразователя включены также два генератора, частота которых определяется величинами емкостей, два асинхронных многоразрядных счетчика-делителя, узел вычитания частот и измеритель разности частот. 1 ил.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ, содержащий емкостный датчик, включающий упругий элемент, образующий с первым и вторым электродами два конденсатора, первый и второй генераторы, смеситель и частотомер, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены первый и второй асинхронные многоразрядные счетчики-делители, входы которых подключены к выходам соответствующих генераторов, а выходы одинаковых разрядов соединены с входами смесителя.