Дифференциальный манометр для газов Советский патент 1987 года по МПК G01L13/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть испОльзовано для измерения малых перепадов давления газов и дистанционной передачи результата измерения в виде зла трического сигнала.

Целью изобретения является уменьшение погрешности и упрощение контроля характеристик манометра.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит сосуд 1, разделенный мембраной 2 на две части, привод 3, генератор периодических колебаний 4, измерительную камеру 5, дополнительную измерительную камеру 6, присоединяемые к сосуду 1 через герметичные вялые мембраны 7 и 8.

Измеряемая разность давлений подключается к измерительным камерам 5 и 6 через входы 9 и 10 и акустические фильтры нижних частот 11 и 12. Датчики 13 и 14 пульсаций давления подключены к вычитающему устройству 15, на выходе которого формируется сигнал УВЬ,, k йР . Акустический фильтр 16 нижних частот выра нивает статическое давление по обе стороны упругой мембраны 2. Над вялой мембраной 8 дополнительной камеры 6 размещен электромагнит 17 с эталонным ферромагнитным грузом 18 таким образом, что когда груз притянут электромагнитом, вялая мембрана 8 груза 18 не касается.

Устройство работает следующим образом.

Колебания упругой мембраны 2 че- д рез привод 3 задаются генератором периодических колебаний 4. При равенстве статических давлений в ка мерах 1,5 и 6 вялые герметичные мембраны 7 и 8 работают как повторители 5 колебаний мембраны 2 и создают в камерах 5 и 6 равные величины пульг- саций давления, которые воспринимаются датчиками 13 и 14 пульсаций, таким образом, что на выходе вычитаю- д щего устройства 15 сигнал 11, оказывается равным нулю. При наличии дифференциального давления ьР выходной сигнал Uajix k Ь РХ оказьюается

со стороны мембраны 8 на груз 18;

U, Х - соответственно частота и амплитуда колебаний мембраны 8.

Таким образом, F эквивалентно g оэ Х. Частота со колебаний вялой мембраны 8 определяется частотой колебаний упругой мембраны 2, так что для максимального значения Х.

(п

амплитуды колебаний вялой мембраны генератором 4 можно назначить такую частоту о ее колебаний, чтобы условие и X : g было выполнено. После корректировки мультипликативной попропорциональным давлению ЛР, В про- гг грешности измерения дифференциально- цессе эксплуатации дифференциального го манометра обмотка электромагнита манометра возможно возникновение муль- вновь подключается к источнику пита- типликативной погрешности измерения ния и груз 18 возвращается в исход- от изменения k.ное состояние.

Коррекция мультипликативной погрешности из трения осуществляется следующим образом. Электромагнит отключается от источника питания. При этом груз под действием сиды тяжести F m g, где m - масса груза 18; g - ускорение силы тяжести, падает на вялую герметичную мембрану 8, что эквивалентно некоторому эталонному из Ш

менению давления &Р q

площадь мембраны, а следовательно, и изменению выходного сигнала U - k( ). Разрядность двух выходных напряжений равна

P,т

TI - и Vr вых 6Ь1Х

откуда

k {и«.,. -и,,., ).

бык

вых

т-и

25

В процессе коррекции мультипликативной погрешности измерения при помощи последней расчетной формулы необходимо, чтобы сила тяжести F превосходила по величине инерционную силу:

т«нерц

ин. Макс де F,

d dt

cot m-coX. cosot

COSQt .

ИН Make

- m-03 X - максимальное

значение инерционной силы,

действующей

со стороны мембраны 8 на груз 18;

U, Х - соответственно частота и амплитуда колебаний мембраны 8.

Таким образом, F эквивалентно g оэ Х. Частота со колебаний вялой мембраны 8 определяется частотой колебаний упругой мембраны 2, так что для максимального значения Х.

(п

амплитуды колебаний вялой мембраны генератором 4 можно назначить такую частоту о ее колебаний, чтобы условие и X : g было выполнено. После корректировки мультипликативной по

Включение измерительных камер 5 и 6 по дифференциальной схеме позволяет уменьшить воздействие внешних акустических помех на датчики 13 и 14 пульсаций давления - скомпенсиро вать аддитивную составляющую погрешности измерения. Кроме того, расположение обеих измерительных камер по одну сторону упругой мембраны защищает ее от агрессивных включений в газе подключаемого к входам 9 и 10 дифманометра, что расширяет область применения манометра. Акустические фильтры 11 и 12 препятствуют проникновению пульсаций давления во входные цепи 9 и 10 дифманометра. Акустический фильтр 16 выравнивает статическое давление по обе стороны герметичной мембраны 2 и обеспечивает ее симметричную работу.

Предлагаемое устройство позволяет измерять малые перепады давления с высокой чувствительностью и точ- ностью, дает возможность осуществлять его метрологическую поверку без отключения от измеряемой величины, просто в осуществлении, имеет повышенную надежность за счет коррекции мультипликативных и компенсации аддитивных составляющих погрешностей измерения, а также за счет исключе

Составитель А.Соколовский Редактор М,Бандура Техред Л.Сердкжова Корректор С.Шекмар

Заказ 7427/37 Тираж 776 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

-Производственно-полиграфическое П1 едприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

- 5 12835604

НИН системы стабилизации пульсаций давления и защиты упругой мембраны от влияния агрессивных включений в источнике измеряемого сигнала.

Формула изобретения

Дифференциальный манометр для газов, содержащий корпус с тремя камерами, причем первая камера отделена от второй упругой ембраной, а вторая от третьей - вялой мембраной, при этом упругая мембрана подсоединена к генератору колебаний, а в третьей касмере установлены датчик пульсаций давления и подводящий штуцер, о т- личающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности и упрощения контроля характеристик манометра, он снабжен электромагнитом с ферромагнитным эталонным грузом, вычитающим устройством и дополнительной камерой, отделенной от второй камеры вялой мембраной, с установленными в ней вторым датчиком пульсации давления и вторым йтуцером, причем вялая мембрана дополнительной камеры размещена горизонтально н над ней размещен электромагнит с грузом, а датчики пульсаций давления подключены к вычитающему устройству.

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет уменьшить погрешность и упростить контроль характеристик манометра. Устройство содержит две измерительные камеры 5 и 6, присоединяемые к сосуду 1 через герметичные вялые мембраны 7 и 8. Измеряемая разность давлений подводится в камеры 5 и 6 через штуцеры 11 и 12. Вялые мембраны 7 работают как повторители колебаний мембраны 2, создавая в камерах определенные величины пульсаций давления, воспринимаемые датчиками 13 и 14 йульсаций. Сигнал,на выходе вычитающего устройства 15 пропорционален давлению. При коррекции мультипликативной погрешности электромагнит 17 отключается и ферромагнитный эталонный груз 18 падает на вялую мембрану 8, что вызывает изменение выходного сигнала устройства 15. 1 ил. Ш сл /У/мг