Известны устройства для измерения давления, содержащие приемную камеру, индуктивный датчик линейных перемещений и компенсационную систему.
Эти устройства для измерения давления не обладают достаточной точностью и чувствительностью в широком диапазоне.
Предлагаемое устройство отличается тем, что в нем, с целью повышения точности измерений, применена компенсационная камера, воспринимающая давление, создаваемое насосом, управляемым вращающимся трансформатором, кинематически соединенным с сельсином, электрически связанным с индуктивным датчиком.
Для расширения диапазона работы в предлагаемом устройстве применена электромагнитная обратная связь, катушка которой подключена к вращающемуся трансформатору. В качестве датчика линейных перемещений применен линейный гребенчатый сельсин.
На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого устройства. На фиг. 2 - его электрическая схема. Устройство имеет две цилиндрические камеры 1 и 2, между которыми помещается индукционный датчик - линейный гребенчатый сельсин 3. В камере / помещен первичный измеритель 4 давления, в камере 2 - компенсатор 5 давлй; ния. Противодавление в камере 2 создает центробежный насос 6.
К головкам первичного измерителя и компенсатора давления припаяны два жестких диска 7 и 8 со стержнями, вставленными и заштифтованными в трубки 9 и 10. Вторые концы этих трубок надеты и заштифтованы на концы плунжера // линейного гребенчатого сельсина. К головке первичного измерителя 4 давления прикреплен ферромагнитный стержень 12, являющийся якорем электромагнита, катушка 13 которого питается выпрямленным током. Величина этого тока пропорциональна скорости потока. Обмотка 14 возбуждения линейного гребенчатого сельсина 3 питается переменным током от внешнего источника. В
№ 136579
корпусе закреплены расположенные под углами 120° друг к другу три гребенки 15, 16 (третья гребенка на чертеже не показана). На гребенки, выполняемые из электротехнической стали, намотаны обмотки 17, 18 и./5 синхронизации.
При движении плунжера индуктивность каждой катушки синхронизации изменяется. Трехфазные обмотки 17, 18 и 19 синхронизации гребенчатого сельсина электрически соединены с обмотками 20 статора 21 регулируемого сельсина-электродвигателя. В этом сельсипе-электродвигателе между статором 21 и ротором 22 вставлен свободно вращающийся на шарикоподщипниках 23 и 24 стакан 25, выполняющий функции короткозамкнутого ротора двухфазного асинхронного исполнительного электродвигателя. Стакан 25, имеющий на одном своем конце щестерню 26, соединен посредством замедляющего редуктора 27 с ротором 28 линейного вращающегося трансформатора 29, включенного по схеме смещения нуля. Первичная обмотка трансформатора получает питание от внещнего источника переменного тока. Ротор 22 сельсинаэлектродвигателя можно поворачивать вручную посредством маховичка 30 и червячной пары 31.
Поступающая в обмотку 20 статора 21 система токов синхронизации, вырабатываемая линейным гребенчатым сельсином 3, создает в зазоре между статором 21 и ротором 22 сельсина-электродвигателя пульсирующее магнитное поле, ось которого определяется положением плунжера 11 по отношению к гребенкам. Если эта ось совпадает с осью магнитного поля ротора 22, обмотка которого 32 получает питание от внешнего источника переменного тока, то в зазоре кроме пульсирующего магнитного поля никаких явлений не будет. Пульсирующее магнитное поле, пронизывая стакан 25, создает в нем вихревые токи, не вызывая вращения стакана. Это будет иметь место только при определенном (среднем) положении плунжера 11 и определенном положении ротора 22, в которое он устанавливается вручную при помощи маховичка 50.
Жидкость или газ, давление которых нужно измерить, поступают в камеру 1 через патрубок 33. Патрубок 34 и кольцевой зазор 35 сообщены с той же жидкостью или газом, но изолированы от воздействия скоростного давления; в них поступают жидкость или газ, находящиеся только под статическим давлением.
Как только под действием скоростного давления плунжер // сдвинется из своего среднего положения вправо, в зазоре сельсина-электродвигателя возникнет двухфазное вращающееся магнитное поле, увлекающее за собой в соответствующую сторону стакан 25. Этот стакан будет вращаться до тех пор, пока плунжер П не вернется в соответствующее положение, согласованное с застопоренным ротором 22. Скорость вращения стакана 25 зависит от величины смещения плунжера //.
Во вторичной обмотке линейного вращающегося трансформатора 29, связанного с сельсином-электродвигателем, наводится напряжение, пропорциональное углу поворота ротора 28 линейного вращающегося трансформатора.
Это напряжение подается в обмотку 36 управления однофазного асинхронного электродвигателя 37 с короткозамкпутым полым ротором 38. Обмотка 39 возбуждения этого электродвигателя через последовательно включенный конденсатор 40 питается переменным током от внешнего источника. Ротор 55 кинематически связан с колесом насоса 6 создающего противодавление в камере 2. Это противодавление действует на компенсатор 5 и через трубку 10 стремится сдвинуть плунжер // в начальное положение, преодолев действующее с противоположной стороны скоростное давление. При наступлении динамического равновесия.
при котором скоростное давление будет полностью компенсировано противодавлением, создаваемым насосом, сельсин-электродвигатель будет бездействовать, а ротор 28 линейного вращающегося трансформатора будет повернут из нулевого полон ения на угол, пропорциональной скорости, создающей скоростное давление. При изменении этой скорости динамическое равновесие нарущается и происходит новая его отработка.
Устройством обеспечивается также изменение жесткости первичного измерителя 4 давления в зависимости от изменений величины скорост ного давления.
Напряжение, вырабатываемое линейным вращающимся трансформатором 29, пропорциональное скорости, создающей скоростное давление, через полупроводниковый выпрямитель 41 и баластное сопротивление 42, поступает в катушку 13 электромагнита обратной связи, вызы,вая втягивание стержня 12. Таким образом, при увеличении скорости движения газа или жидкости растет жесткость первичного датчика и наоборот.
Сопротивление 42 подбирается так, чтобы изменение жесткости обеспечило первичному измерителю неизменную чувствительность на всем диапазоне скоростей, создающих скоростное давление.
Для определения величины скорости, создающей скоростное давление, служит щкала 43, кинематически связанная с ротором 28 линейного вращающегося трансформатора. Для отсчета пути или расхода служит цифровой счетчик 44, кинематически связанный с колесом насоса 6. Для возможности регулировки цены показаний этого счетчика на единицу пути или расхода служит кольцевая заслонка 45 с зубчаткой. Заслонка, получая вращение от маховичка 46 через щестерню 47, может перемещаться в аксиальном направлении, изменяя проходное сечение кольцевого зазора 35. Этим изменяется коэффициент пропорциональности между угловой скоростью колеса насоса 6 и скоростью, создающей скоростное давление, которое компенсирует насос, а значит изменяется и цена показаний счетчика 44. Для возмон ности повторных установок кольцевой заслонки 45 в нужное положение имеется щкала 48, кинематически связанная с заслонкой.
Предмет изобретения
1.Устройство для измерения давления, содержащее приемную камеру, индуктивный датчик линейных перемещений и компенсационную систему, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, применена компенсационная камера, воспринимающая давление, создаваемое насосом, управляемым вращающимся трансформатором, кинематически соединенным с сельсином, электрически связанным с индуктивным датчиком.
2.Устройство по п. 1, от л и ч а ющ е ее я тем, что, с целью расширения диапазона работы, применена электромагнитная обратная связь, катушка которой подключена к вращающемуся трансформатору.
3.Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве датчика линейных перемещений применен линейный гребенчатый сельсин.
- 3 -№ 136579
