Кодовый датчик давления Советский патент 1988 года по МПК G01L19/12 

с со ел

00

1

Изобретение относитс-я к приборостроению и может быть использовано в телеметрических системах для измерения давления агрессивных и токсичных сред.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет снижения погрешности положения с-редней линии стрелки манометра.

На фиг. 1 представлена структурная схема кодового датчика; на фиг. 2 - временная диаграмма работы.

Кодовый датчик давления содержит манометр со стрелкой 2 и шкалой 3, набор герконов 4, постоянный магнит 5, коммутатор 6, реверсивный счетчик 7 импульсов, генератор 8 импульсов, делитель 9 частоты импульсов, триггеры 10 - 12, элементы 2И 13 - 18, элементы 2ИЛИ 19 и 20, суммирующий счетчик 21 импульсов, элементы 22 и 23 задержки. Герконы 4 закреплены в кольцевой оправе 24, которая установлена снаружи шкалы 3. Одними вы- водами герконы 4 соединены с источником 25 напряжения, а другими - с ин- формационньми входами коммутатора 6, к управляющим входам которого под977582

счетчика 7, через элемент ИЛИ 19 - со стробирующим входом 26 коммутатора 6 и с первым входом элемента 2И 16, выход которого соединен через элемент ИЛИ 20 с входом счетчика 21. Выход элемента 2И 18 соединен с пусковым входом триггера 11, выход которого Соединен с вторым входом мента 2И 16. Выход 28 нулевого состояния счетчика 7 соединен со стоповым входом триггера 12.

Кодовый датчик давления работает следующим образом.

15 Магнит 5 при движении стрелки замыкает два геркона, если средняя линия стрелки проходит между герконами, или три геркона, если средняя линия стрелки и магнита проходит через

20 средний геркон. Кодирование производится путем опроса выводов герконов вначале в одном направлении - от нуля Шкалы, а затем в другом - с конца шкалы. Рассмотрим работу датчика

25 для случая, когда середина стрелки проходит через геркон 4 и в замкнутом состоянии герконы 4л, 4, 4 5. С генератора 8 импульсы (частотой порядка 1 - 10 кГц) поступают на

Изобретение м.б. использовано в телеметрических системах для измерения давления агрессивных и токсич- чных сред. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет снижения погрешности положения средней линии стрелки манометра. Магнит 5 при движении стрелки замыкает два геркона. Кодирование производится путем опроса вьшодов герконов в двух направлениях. Когда замкнуты два геркона и середина стрелки проходит между герконами, например 4 j и 4 , в сч етчике 21 будет записано число 7 как сумма двух слагаемых: 3 и 4, из них первое получено при опросе в прямом направлении, а второе - при обратном опросе. Датчик имеет в два раза больше шагов дискретности, чем количество герконов, установленных вокруг шкалы, что позволяет повысить точность измерения давления. 2 ил. (О ел

ключены выходы реверсивного счетчика о первые входы элементов 2И 13 и 14

35

40

45

50

55

на вход делителя 9 частоты импульсов. С выхода делителя 9 поступает импульс опроса, который переключае триггер 10 в положение, при которо с него на элементы 2И 13 и 15 пода ется высокий уровень напряжения. Импульс опроса переключит триггер в положение Стоп, а счетчик 21 сбросит в нулевое положение, В результате с выхода элемента 1И 13 и пульс поступит через элемент ИЛИ I на стробирующий вход 26 коммутатор 6, на суммирующий вход счетчика 7 и через элемент 22 задержки, элеме 2И 15 и элемент ИЛИ 20 на вход сче чика 21. Поскольку переключение сч чика 7 производится по заднему -фро ту импульса, то вначале первый стр бирующий импульс осуществляет опро состояния нулевой шины коммутатора а затем произойдет переключение сч чика и смена входной шины. Таким п тем на вход счетчика 7 и с некотор задержкой - на вход счетчика 21 по тупят три импульса, так как геркон о ч разомкнуты. С приходом четвертого импульса с выхода комму тора постелит импульс на первые вх ды элементов 2И 17 и 18, поскольку

и

35

40

45

50

55

на вход делителя 9 частоты импульсов. С выхода делителя 9 поступает импульс опроса, который переключает триггер 10 в положение, при котором с него на элементы 2И 13 и 15 подается высокий уровень напряжения. Импульс опроса переключит триггер 11 в положение Стоп, а счетчик 21 сбросит в нулевое положение, В результате с выхода элемента 1И 13 импульс поступит через элемент ИЛИ I9 на стробирующий вход 26 коммутатора 6, на суммирующий вход счетчика 7 и через элемент 22 задержки, элемент 2И 15 и элемент ИЛИ 20 на вход счет- чика 21. Поскольку переключение счетчика 7 производится по заднему -фронту импульса, то вначале первый стробирующий импульс осуществляет опрос состояния нулевой шины коммутатора 6, а затем произойдет переключение счетчика и смена входной шины. Таким путем на вход счетчика 7 и с некоторой задержкой - на вход счетчика 21 поступят три импульса, так как герконы о ч разомкнуты. С приходом четвертого импульса с выхода коммутатора постелит импульс на первые входы элементов 2И 17 и 18, поскольку

четвертый геркон Aj замкнут. На вто- . ром входе элемента 2И 17 присутствует высокое напряжение, поданное с триггера 12, поэтому с выхода элемен- . та 17 поступит импульс на стоповый вход триггера 10, на вход 27 счетчика 7 для сброса его в нулевое положение и через элемент 23 задержки, обеспечивающий задержку, необходимую для блокировки импульса нулевого состояния счетчика 7, на вход триггера 12. Четвертый импульс на вход элемента 2И I5 и далее на вход счетчика 21 не пройдет благодаря его задержке в-элементе 22.

Таким образом, с появлением первого замкнутого геркона опрос герконов

в прямом направлении прекратится, реверсивный счетчик сбрасывается в нуль, а опрос герконов начинается в обратном направлении - с последнего геркона. В этом случае импульсы на стробирующий вход 26 коммутатора 6 и на вычитающий вход реверсивного счетчика 7 поступают с выхода элемен

та 2И 14. Одновременно эти импульсы подаются на первый вход элемента 2И 16, однако на втором его входе высокое напряжение отсутствует, поскольку триггер 11 находится в положении Стоп, и на вход счетчика 21 они не поступают. Опрос герконов в обратном направлении без счета импульсов производится до тех пор, пока не поступит импульс с выхода коммутатора при опросе первого замкнутого геркона - в конкретном случае геркона 4g. Этот импульс проходит через элемент 2И 18 и переключает триггер П в положение Пуск, благодаря чему элемент 2И 16 открьшается. Переключение триггера 11 производится по заднему фронту импульса, поэтому к моменту открытия элемента 2И 16 импульс опроса геркона Ag оканчивается и в счетчик 21 он не поступает. Остальные пять импульсов при опросе герконов 44, АЗ,..., АО поступают в счетчик 21. При переключении реверсивного счетчика в положение ноль с его выхода 28 поступает импульс, который переключает триггер 12 в положение Стоп - в результате цикл кодирования заканчивается и в счетчик 21 записываетс-я число 8. Аналогичным образом, когда замкнуты два геркона и середина стретжи проходит между герконами например, Aj и А, то в

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

счетчик 21 записывается число 7, как сумма двух слагаемых: 3 и А, из них первое получено при опросе в прямом направлении, а второе - при обратном . опросе.

Таким образом, датчик имеет в два раза больше шагов дискретности,.чем количество герконов, установленных вокруг шкалы, что позволяет повысить . точность измерения давления за счет снижения погрешности положения средней линии стрелки манометра.

Фор мул а изобретения

Кодовый датчик давления, содержащий стрелочный манометр, постоянный магнит, закрепленный на конце стрелки, электронный блок кодирования, подключенный к герконам, установленным по пер№1етру шкалы монометра и подключенным другими своими выводами к источнику напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет снижения погрешности положения средней линии с.трелки манометра, в нем электронный блок кодирования снабжен коммутатором, реверсивным счетчиком импульсов, генератором импульсов, делителем частоты импульсов, тремя триггерами, шестью элементами 2И, двумя элементами 2ИЛИ, двумя элементами задержки и суммирующим счетчиком импульсов, причем выход генератора импульсов соединен с входом делителя частоты импульсов и с первыми входами первого и второго элементов 2И, выход делителя частоты импульсов соединен с пусковым .входом первого тригг ера, со стоповым входом второго триггера и с входом сброса суммирующего счетчика импульсов, выход первого триггера соединен с вторым входом первого элемента 2И и с первьгм входом третьего элемента 2И, выход первого элемента 2И соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика импульсов, с первым входом первого элемента 2ИЛИ и через первый элемент задержки - с вторым входом третьего элемента 2И, выход которого соединен с первым входом второго элемента 2ИЛИ, выход которого соединен с входом суммирующего счетчика импульсов, выход первого элемента 2ИЛИ соединен со стробирующим входом коммутатора, выход второго элемента 2И соединен с

вычитающим входом реверсивного счетчика импульсов, с вторым входом первого элемента 2ИЛИ и с первым входом че.т8ертого элемента 2И, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, выход четвертого элемента 2И соединен с вторым входом второго элемента 2ИЛИ, выход которого подключен к входу суммирующего счетчика импульсов, выход коммутатора соединен с первыми входами пятого и шестого элементов 2И, выход пятого элемента 2И соединен со стоповым входом первого триггера, с входом сброса реверсивного счетчика импульсов и через второй элемент задержки - с

6t /XO ff{ f

Элементов

Pus.2

ВПИ111П1 Заказ 2598/ДО.

Произв.-попигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная,

пусковым входом третьего триггера, первый выход которого соединен с вторым входом второго элемента 2И и вторым входом шестого элемента 2И, выход которого соединен с пусковым . входом второго триггера, выход нулевого состояния реверсивного счетчика соединен со стоповым входом третьего триггера, второй выход третьего триггера соединен с вторым входом пятого элемента 2И, управляющие входы коммутатора соединены с соответствующими входами реверсивного счетчика импульсов , а информационные входы - с соответствующими выводами гер- конов .

Тираж 847 Подписно