Устройство для измерения давления Советский патент 1984 года по МПК G01L7/18 

Фл1.1

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нем мно.гооборотный потенциометр содержит корпус, крышку, вал, в корпусе и крьшке вьтолнены плоскопараллельные спиральные канавки, причем первая из них снабжена токосъемником, а во второй размещен рбзистивный элемент, вал вьтолнен с поводком, на котором подвижно установлена каретка с двумя электрически связанными щетками, одна из которых размещена в первой канавке и контактирует с токосъемником, а вторая контактирует с резистивным элементом.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИ ДАВЛЕНИЯ, содержащее U-образную трубку с вертикальными коленами и столб ферромагнитной жидкости, связанный с пр.еобразователем перемещения, отличающееся тем, что, с целью увеличения чувствитель 1 I . л ности, в нем одно из колен U-образной трубки снабжено горизонтальной капшшярной трубкой, выполненной в виде плоской спирали из немагнитного материала, при этом и-образная трубка заполнена немагнитной жидкостью, а столб ферромагнитной жидкости расположен в горизонтальной капиллярной трубке, причем преобразователь перемещения выполнен в виде многооборотного потенциометра и постоянного магнита, установленного подвижно на горизонтальной планке, консольно закрепленной на вертикальной оси вращения, размещенной в центре спирали и связанной с многооборотным потенциометром. в 1Г 7j л у 4

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано при точных измерениях малых величин давления и разрежения. Известен жидкостной манометр, содержапщй заполненную рабочей жидкостью и-образную трубку, к одному из вертикальных копен которой подсоединена горизонтальная капиллярная трубка, по положению мениска жи кости в которой судят об измеряемом давлении Li Х Наиболее близким к предпагаемому по технической сущности является устройство для измерения давления, содержащее U-образную трубку с вертикальными коленами и столб ферромагнитной жидкости, связанный с пре образователем перемещения С21. Однако известное устройстч(р обладает недостаточной точностью измерения малых перепадов давлений. Цель изобретения - повышение точ ности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения давления, содержащем U-образную тру ку с вертикальными коленами-и столб ферромагнитной жидкости, связанный с преобразователем перемещения, одн из колен L)-образной трубки снабжено горизонтальной капиллярной трубкой, выполненной в виде плоской спирали из немагнитного материала, при этом и-образная трубка заполнена немагнитной жидкостью, а столб ферромагнитной жидкости расположен в горизонтальной капиллярной трубке, причем преобразователь перемещения выполне в вире многооборотногр потен циометра и tiu -TOKHHoro магнита, уст новленногоподвижно на горизонтальной планке, консольно закрепленной на вертикальной оси вращения, размещенной в центре спирали и связанной многооборотным потенциометром. Кроме того, многооборотный потенциометр содержит корпус, крышку, вал, в корпусе и крьщтке выполнены плоскопараллельные спиральные канавки, причем первая из них снабжена токосъемником, а во второй размещен рёзистивный элемент, вал выполнен с поводком, на котором подвижно установлена каретка с двумя электрически связанными щетками, одна из которых размещена в первой канавке и контактирует с токосъемником, а вторая контактирует с резистивным элементом. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - разрез А-А на Фиг. 1, на фиг. 3 - участок горизонтальной трубки устройства с столбом ферромагнитной жидкости и размещенным над ним постоянным магнитом; На фиг. 4 - многооборотный потенциометр. Устройство содержит U-образную трубку с вертикальными коленами, одно из Лоторых соединено с горизонтальной трубкой 1 из немагнитного материала, выполненной в виде капилляра и изогнутой по спирали Архимеда. Второе колено выполнено с чащкой 2. Обе трубки заполнены ртутью, при этом горизонтальная трубка заполнена ртутью не полностью, а U-образная трубка - до уровня горизонтальной трубки. Во внутрь трубки 1 введен столб 3 ферромагнитной жидкости, который примыкает к ртути. В центре спирали Архимеда закреплена вертикальная ось 4, жестко связанная с планкой 5, проходящей сквозь отверстие 6 в постоянном магните 7, который силами магнитного сцепления свя з.ан с столбом 3 и имеет возможность свободного перемещения вдоль планки 5. Нижни т конец оси 4 закреплен в подшипнике, а верхний соединен с на лом 8 многооборотного потенциометра 9. Для предотвращения холостых пере мещений (люфта) постоянного магнита 7 его длина должна быть равна длине столба 4 ферромагнитной жидкости.

Многооборотный потенциометр 9 содержит корпус, включающий скрепленные между собой винтами дно 10 и крышку 11, в которых выполнены две спиральные (по спирали Архимеда) параллельные канавки, одна из КОТОРЫ55. выполнена в дне (в изоляционной плате), и в ней размещен резистивный элемент 12, который по всей длине приклеен к плате (к дну 10), а другая - в крьтже 11. Металлический токосъемник 13 выполнен из сплава благородных металлов, и в нем вьпитампована аналогичная спиральная канавка 14 по размерам спиральной канавки крьплки, после чего токосъемник п{ иклеен к крышке. Вал 8 потенциометра закреплен в двух подшипниках и к нему жестко посредством втулки 15 с зажимным винтом закреплен поводок 16 из изоляционного материала, свободно проходящий (но без люфта) сквозь отверстие в каретке 17, снабженной упругими токосъемными щетками 18 и 19, которые соединены между собой электрически. Щетка 18 контактирует с резисгивным элементом 12, а щетка 19 входит в спиральную канавку 14 и помимо токосъема одновре менно вьшопняет функции поводка, в связи с чем рабочими (токосъемными) плоскостями щетки являются ее две . боковые поверхности. Вьгеодная клемма 20 соединена с токосъемником 13, а клеммы 21 и 22 - с началом и кон1201934

цом резистивного элемента 12, для подвода соединительных проводов к которым, под спиральной канавкой вьтолнены две прямые канавки. Про5 дольное перемещение вала 8 ограничено шайбами 23 и 24.

Устройство работает следующим образом.

В статическом положении на по10 верхности рабочей жидкости в обеих трубках действует одинаковое давление, благодаря чему уровень жидкости в обеих трубках одинаков. При этом постоянный магнит 7 неподвижен и Hats ходится над ферромагнитной жидкостью 3, через которую замыкается его магнитный поток, а потенциометр 9 выдает напряжение, соответствующее нулю избыточного давления.

20 При подаче в трубку 1 (или в

трубку 2) избыточного давления газа, под его действием часть ртути выдавливается из трубки 2 в трубку 1, в результате чего в трубке 1 вместе

25 с ртутью перемещается столб 3 ферромагнитной жидкости, ас ним и магнит 7, что приводит к повороту планки 5, оси 4, вала 8 поводка 16 и каретки 17 на пропоргиюнальный угол. Кро30 вращательного движения каретка получает от поводка 19 поступательное движение вдоль поводка 16. Таким образом, каретка совершает движение по спирали параллельно резистивному

25 элементу 12, при этом расстояние, пройденное кареткой 17, равно (пропорционально) расстоянию, пройденному магнитом 7. В процессе движения каретки снимаемое токосъемной щет кой 19 напряжение передается на выводную клемму 20.

Применение предлагаемого изобретения облегчит и упростит точное измерение малых величин давления и

j разрежения. Конструкция потенцио; метра обеспечивает линейный выход устройства.