Устройство для измерения давления Советский патент 1985 года по МПК G01L11/00 

Изобретение относится к приборостроению и может найтиnpHMiEHeHHe в промышленности.

Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик устройст ва дли измерения давления.

На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 узел I на фиг. 1; на фиг. А - сечение на фиг. 3; на фиг. 5 - вид В на фиг. 1.

Устройство содержит дифференциальный струнный датчик, состоящий из металлического корпуса в виде рамки 1 с четырьмя овальными отверстиями для крепления штуцера 2с калиброванной мембраной 3, в центр которой опирается шток А, шарнирно соединенный с гайкой 5 и винтом 6 рычага 7, Рычаг может поворачиваться вокруг ос 8, укрепленной на стойках 9 и 10. На рычаге по обе стороны от оси закреплены две струны 11 и 12 натянутые между корпусом и рычагом с помощью цанг 13 и 14. Под струнами расположены электромагнитные катушки 15 и 16 возбуж;цения и преобразователи поперечных колебаний струн в электрические р состоящие из двух источников инфракрасного излучения 17 и 18, оптически связанные через отверстия в державках 19 и 20 с двумя фототран зист.орами 21 и 22, включенных на входы двух усилителей 23 и 24, на выходы усилителей подсоединены электромагнитные катушки 15 и 16 возбуждени А блок обработки сигнала датчика состоит из двух умножителей 25 и 26 частоты, подключенных к выходам усилителей 23 и 24 из последовательно соединенных кЪарцевого задающего генератора 27, дешителя частоты 28 и трех одноБибраторов 29, 30, 31, логи ческой схемы из трех элементов И-НЕ 32, 33 и 34, подключенной к выходам умножителей 25 и 26 и делителя частоты 28 последовательно соединенных многоразрядных двоичного реверсивного счетчика 35, регистра памяти 36, и 1фроаналогового преобразователя 37, последовательно соединенных многораз рядньрс двоично-десятичного реверсивного счетчика 38, регистра памяти 39, дешифратора 40 с цифровым индикатором 41 .

Устройство для измерения давления работает следующим образом.

При воздействии измеряемого давления через штуцер 2 на мембрану 2, последняя, прогибаясь, давит на шток 4, которьш через шарнирную гайку 5 и регулировочный винт 6 поворачивает рычаг 7 вокруг оси 8, осуществляя еще большее натяжение и ослабление колеблющихся струн 11 и 12. Возбуждение колебаний струн осуществляется с помощью двух электромагнитных катушек 15 и 16 установленных под струнами 11 н 12 и включенных на выходы двух усилителей 23 и 24. Струны своими колебаниями модулируют узкие пучки инфракрасного излучения, попадающие от источников 17 и 18 на фототранзисторы 21 и 22, Фототран- зисторы преобразуют модуляцию оптического излучения в электрические колебания, которые усиливаются усилителями 23 и 24 и в соответствующей фазе подаются на электромагнитные катушки 15 и 16, поддерживающие пезатухающими колебания струн. Разность частот колебаний двух струн П и 12 пропорциональна давлению на мембрану 3, С выходов ус1шителей 23 и 24 электрическР е колебания подаются на два умножителя частоты 25 и 26. С выходов умнолштелей частоты 25 и 26 электрические колебания уже в виде меандров с частотами, равным частотам колебаний струн, умноженных на коэффициенты умножения умножителей-поступают соответственно на второй вход первого элемента И-НЕ 32 и второй вход третьего элемента И-НЕ 34 и лог 1ческой схемы. Сигнал с. делителя частоты 28 в в.нде меандра с частотой 0,5 Гц поступает на первый вход первого элемента И-НЕ 32 и на два входа второго элемента PI-HE 33 логической схемы. Электрические колебания с выходов первого и третьего элементов И-НЕ логической схемы попеременно с интервалом в одну секувду подаются то на входы прямого счета реверсивных дв.оичного 35 и двоично-десятичного счетчика 38, то на входы обратного счета. В результате за две секунды в счетчиках находятся числа в двоичном и двоично-десятичном кодах, равные разности числа периодов колебаний между струнами 11 и 12, умноженной на коэффициент умножения умножителей частоты. Эти числа в соответствующих -кодах по Сигналу синхронизации с

первого одновибратора 29, запускаемого передним фронтом импульса, поступающего в делителя частоты 28, переписываются в регистры памяти 36 и 39, после чего по второму синхронизирующему импульсу : поступающему с третьего однонибратора 31 с задержкой 10-100 МКС, определяемо длительностью импульса второго одновибрато-: ра 30 происходит сброс всех разрядов счетчиков 35 и 38 в ноль. Процесс подсчета разности числа периодов колебаний с выходов у:.1ножителей частоты повторяется. Л информация в двоичном коде с. регистра памяти 36 подается на цифроаналоговый преобразователь 37, с выхода которого получается.аналоговое напряжепие 0-10 Б, пропорциональное давлению. С регистра памяти 36 информация в двоичном коде снимается на дополнительньш выход. Информация же регистра памяти 39 в двоичнодесятичном коде поступает на.дешифратор 40 и далее на цифровой индикатор

41, преобразующий двоично-десятичньп код в цифровую индикацию давления. Таким образом осуществляется автоматизация измерения давления.

Для того, чтобы данное устройство осуществляло измерение давления простьм подсчетом разности числа периодов колебаний двух струн дифференциального датчика за определенный интервал времени, необходимо, чтобы крутизна характеристики датчика имела значение кратное 10. т.е. 10, 100, 1000 Гц на одну единицу измеряемого давления. Тогда цифровой отсчет будет происходить в десятых, сотых или ты-г сячных долях единицы измеряемого давления. Настройка характеристики датчика на необходимое значение крутизны осуществляется регулировочным винтом 6 рычага 7,.а для восстановления вертикального положения штока 4, штуцер 2 со штоком 4 также перемещается в овальных отверстиях корпуса, предназначенных для крепления штуцера.

4 /олаг1 ыи furffi/ 0-toS

,

ггЛ-г

Z9

fO

G0D

сеэ

Ь(fuS.t

J6-Б

дзиг:

5 иrO

/

(риг А

Виде