Устройство для измерения давления Советский патент 1989 года по МПК G01L9/00 

U.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления.

Цель изобретения - повьшение точности измерений.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства для измерения давления; на фиг.2 - блок-схема управления; на фиг.З - схема задатчика временных интервалов; на фиг,4 - временные диаг граммы работы устройства

Устройство для измерения давления (фиг.О содержит первичный преобразователь 1, состоящий из датчика 2 давления, датчика 3 температуры, генератора 4 опорной частоты, смесителя 5, формирователя 6, постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 7, делителя 8 частоты и коммутатора 9, Первиу- ный преобразователь 1 через линию 10 связи соединен с вторичным измерительным устройством 11, содержащим схему 12 управления, ,счетчики 13 результата, 14 базы времени и 15 линеаризации, генератор 16 опорной частоты, регистр 17, схемы 18 и 19 сравнения, преобразователь 20 код - частота, ключи 21-23, индикаторный регистр 24 Схема 12 управления имеет входы 25-29 и выходы 30-35.

Выходы датчика 3 температуры и генератора 4 опорной частоты подключены к входам смесителя 5, выход которого соединен с входом формирователя 6. Вход делителя 8 частоты подключен к выходу генератора 4 опорной частоты. Выходы младших и старших рарядов делителя 8 частоты подключены, соответственно, к адресным входам . ПЗУ 7 и коммутатора 9, Выходы датчика 2 давления, формирователя 6 и ПЗУ 7 подключены к входам коммутатор 9, выход которого подключен к входу линии 10 связи. Выход линии 10 связи подключен к входу 25 схемы 12 управления, к информационному входу регисра 17 и, через ключ 21 - к входу счетчика 13 результата

Выход генератора 16 опорной частоты подключен к входам счетчика 14 базы времени, преобразователя 20 код- частота и через ключ 22 - к входу счетчика 13 результата. Выходы счетчика 14 базы времени подключены к пе вым входам схемы 18 сравнения, к вторым входам которой, а также к входам преобразователя 20 код-частота подключены выходы регистра 17. Выход

0

5

0

5

0

35

40

45

50

5

преобразователя 20 код-частота через ключ 23 подключен к входу счетчика 15 линеаризации, выходы которого подключены к первым входам схемы 19 сравнения, к вторым входлм которой, а также к входам индикаторного регистра 24 подключены выходы счетчика 13 результата.

Выходы 30-32 схемы 12 управления подключены, соответственно, к управляющим входам ключей 21-23. Выход 33 подключен к тактовому входу регистра 17, Выход 34 подкточен к входам установки в О счетчиков 13 и 15, преобразователя 20 код-частота, а также к входу Перенос индикаторного регистра 24о Выход 35 подключен к входу установки в О счетчика 14 базы времени. Выходы схем 19 и 18 сравнения подключены, соответствентю, к входам 26 и 27 схемы 12 управления. Выход одного из младших разрядов счетчика 14 базы времени подключен к входу 28, а выход регистра 17 - к входу 29 схемы 12 управления.

Схема 12 управления (фиг.2) содержит формирователи 36-38 импульсов, делитель 39 частоты, элементы И 40- 42, триггеры 43-46, задатчик 47 временных интервалов, коммутатор 48. Вход 25 подключен к первому входу формирователя 36 импульсов, выход которого подключен к входу установки в О делителя 39 частоты, установочному входу триггера 44, к первым входам задатчика 47 временных интервалов, формирователя 37 импульсов и элемента 42 и выходу 35 схемы 12 управления. Входы 26 и 27 подключены к входам коммутатора 48, Вход 28 подключен к счетному входу делителя 39 частоты и к второму входу формирователя 37 импульсов. Выходы делителя 39 частоты подключены к входам формирователя 38„

Выходы формирователя 38 импульсов подключены: первый - к.установочному входу триггера 46, второй - к первому входу элемента И 40 и входу сброса триггера 44, а третий - к первому входу элемента И 41, Выход триггера 46 подключен к второьгу входу формирователя 36. Выход триггера 43 подключен к второму входу элемента И 42, выход которого подключен к и терему входу задатчика 47 времен}1ых интервалов и к выходу 34 cxebfhi 1 2 управления. Выход триггера 4Д Г1оп.ключ(лн к

второму входу элемента Н 41, выход которого подключен к входам сброса триггеров 43 и 46 и к ВЫХОДУ 33 схемы 12 управления

Вход 29 подключен к второму входу элемента Н 40, выход которого подключен к установочному входу триггера 43, Первый выход задатчика 47 подключен к управляющему входу коммутатора 48, выход которого.подключен к входу сброса триггера 45, к установочному входу которого подключен выход формирователя 37 импульсов. Выход триггера 45 подключен к третьему входу эадатчика 47 временных интервалов, второй, третий и четвертый выходы которого подключены, соответственно, к выходам 30-32 схемы 12 управления,

Задатчик 47 временных интервалов (фиг.З) содержит счетчик 48, элементы И 49-54 и инверторы 35-57. Первый вход эадатчика 47 временных интервалов подключен к тактовому входу счетчика

48 и к первому входу элемента И 54, к 25 измерение давления, второй такт - устсхемы 12 управления (тактовые импульсы в регистр 17)} д - импульсы на выходе схемы 18 сравнения; е - импульсы на выходе схемы 19 сравнения; ж- напряжение на выходе 30 схемы 12 управления (сигнал управления ключом 21); 3 - напряжение на выходе 31 схемы 12 управления (сигнал управления

ключом 22); и - напряжение на выходе 32 схемы 12 управления (сигнал управления ключом 23).

Устройство для измерения давления работает следующим образом.

Для измерения давления используется датчик с частотным вьгходнь1М сигналом, который по кабелю поступает во вторичное измерительное устройство для обработки. В процессе обработки

частотный сигнал преобразуется в цифровой код, соответствующий измеряемой величине давления. Частотно-кодовая посылка первичного преобразователя разбивается на 4 такта: первый такт

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерений давления. Устройство содержит первичный преобразователь 1, состоящий из датчика 2 давления, датчика 3 температуры, генератора 4, смесителя 5, формирователя 6, постоянного запоминающего устройства 7, делителя 8 частоты и коммутатора 9. Преобразователь 1 через кабель 10 связи соединен с вторичным измерительным устройством 11, содержащем схему 12 управления, счетчики 13-15, генератор 16, регистр 17, схемы 18, 19 сравнения, преобразователь код-частота 20, ключи 21-23, индикаторный регистр 24. Устройство обеспечивает взаимозаменяемость первичных преобразователей и позволяет устранить температурные погрешности и погрешности нелинейности. 4 ил.

второму входу которого подключен второй вход задатчика 47 временных интер валов. Выход элемента И 54 подключен к входу Установка О счетчика 48, Первый выход счетчика 48 подключен к первому входу элемента И 53 и через инвертор 56 - к первому входу элемента И 52.

Второй выход счетчика 48 подключен к второму входу элемента И 52 и через инвертор 57 - к второму входу элемента И 53, Выход элемента И 52 подключен к первому входу элемента И 50 и через инвертор 55 - к первому входу элемента И 49, Выход элемента И 53 подключен к входу элемента И 51 и к первому выходу задатчика 47 вре - менных интервалов. Третий выход задатчика 47 подключен к вторым входам элементов И 49-51, выходы которых ПОДГ

ключены, соответственно, к второму, третьему и четвертому выходам зaдat- чика 47.

На фиг.4 представлена временная диаграмма работы устройства для измерения давления, на которой изображено: а - частотно-кодовая посылка на выходе первичного преобразователя 1; б - напряжение на выходе 35 схемы 12 управления (сигнал установки в О счетчика 14 базы времени); в - напряжение на выходе 34 схемы 12 управления (сигнал сброса счетчика 13 результата); г - сигналы на выходе 33

0

5

0

д

ранение погрешности от нелинейности характеристики датчика давления, третий такт - устранение неинформатив - ного пьедестала датчиков давления и температуры, четвертый такт - устранение погрешности от температуры датчика давления. В начале каждого такта поступает кодовая посылка со стартовым импульсом, содержащая необходимые для обработки частотного сигнала параметры. Так, первая кодовая посылка содержит код, эквивалентный времени измерения давления, вторая.- код, эквивалентный опорной частоте, необходимой для линеаризации, третья- код, соответствующий предустановке счетчика результата, четвертая - код, эквивалентный времени измерения температуры. После каждой кодовой посыл- ки следует частотная информационная посылка.

Процесс измерения заключается в следующемо

Частотно-кодовые посылки из первичного преобразователя 1 поступают на вход ключа 21 и на вход 25 схемы 12 управления. Кодовые посылки записываются в регистр 17 с помощью импульсов Сдвиг, которые формируются на вы- с ходе элемента И 41 схемы 12 управления (выход 33), Схема 18 сравнения определяет момент совпадения состоя-. НИИ счетчика 14 базы времени и чисел, ааписанных в регистре 17. Схема 19

0

сравнения определяет момент равенства состояний счетчика 15 линеаризации и счетчика 13 результата. Каждый такт измерительного цикла устройства начинается с появления импульса Сброс на выходе 35 схемы 12 управ- .ления, устанавливающего счетчик 14 базы времени в исходное состояние,

В первом такте измерительного цикла происходит подсчет количества импульсов от датчика 2 давления за время, код которого из первичного преобразователя 1 по каналу 10 связи записывается в регистр 17. Ключ 21 зам- кнут, ключи 22 и 23 разомкнуты. По окончании времени измерения давления выходной сигнал схемы 18 сравнения через коммутатор 48 схемы 12 управления вызывает на выходе задатуика 47 временных интервалов сигнал размыкающий ключ 21.

. Во втором такте производится линеаризация передаточной функции тракта. Для зтого на выходах 30 и 32 схемы 12 управления формируются сигналы, замыкающие ключи 21 и 23, в результате чего на вход счетчика 13 результата поступают импульсы с выхода преобразователя 20 код-частота, частота которых соответствует коду, занесенному в регистр 17 кодовой посыпкой второго такта. При совпадении состояний счетчика 15 линеаризации и счетчика 13 результата срабатывает схема 19 сравнения, в результате чего ключи 21 и 23 размыкаются.

В третьем такте кодовая посыпка. предустановки заносится в регистр 17,

Ключ 22 замьжается, и на вход счетчи//др дам коммутатора, выход которого чека 14 базы времени поступает опорная частота с выхода генератора 16 до тех пор, пока не срабатывает схема 18 сравнения. В результате, в счетчик 13 занесено число предустановки, 5

В четвертом такте в счетчике 13 г))е, зультата производится подсчет числа импульсов от датчика 3 температуры, за время, код которого заносится в регистр 17, В начаде первого такта очередного измерительного цикла результат измерения переносится в регистр 24,

Таким образом, в предлагаемом уст50

рез кабель связи подключен к входу вторичного измерительного устройства которое снабжено счетчиком ба зы времени, двумя схемами сравнения, регис ром, преобразователем код-частота, счетчиком линеаризации и индикаторным регистром, причем вход вторично - го измерительного устройства подключен к первому входу схемы управления к информационному входу регистра и через первый ключ к входу счетчика . результата, выход генератора опорной частоты подключен к входам счетчика базы времени, преобразователя кодройстве для измерения давления произ- частота и через второй ключ к

водится устранение температурной погрешности датчика давления и погреш- иостей, вызванных нелинейностью частотной характеристики датчиков даввходу счетчика результата, выходы счетчика базы времени подключены к первым входам первой схемы сравнени к вторьм входам которой, а также к

ления и разбросом их параметров. Устройство также обладает более широкими функциональными возможностями за счет обеспечения взаимозаменяемости первичных преобразователей.

Формула изобретения

0

0

5

D

5

Устройство для измерения давления, состоящее из соединенных с помощью кабеля связи первичного преобразо-i вателя, содержащего датчик давления, и и вторичного измерительного устройства, содержащего ключи, схему управления, генератор опорной частоты.и счетчик результата, отличающее- с я тем, что, с целью повьппения точности измерений, в нем первичный преобразователь снабжен датчиком температуры, генератором опорной частоты, смесителем, формирователем, постоянным запоминающим устройством, коммутатором и делителем частоты, причем к входам смесителя подключены выходы датчика температуры и генератора опорной частоты, выход смесителя через формирователь подключен к первому входу коммутатора, к второму и третьему входам которого подключены выходы датчика давления и постоянного запоминающего устройства, выход генератора опорной частоты подключен к входу делителя частоты, выходы младших разрядов которого подключены к адресным входам постоянного запоминающего устройства, а выходы старших разрядов подключены к адресным вхо5

0

рез кабель связи подключен к входу вторичного измерительного устройства, которое снабжено счетчиком ба зы времени, двумя схемами сравнения, регистром, преобразователем код-частота, счетчиком линеаризации и индикаторным регистром, причем вход вторично - го измерительного устройства подключен к первому входу схемы управления, к информационному входу регистра и через первый ключ к входу счетчика . результата, выход генератора опорной частоты подключен к входам счетчика базы времени, преобразователя кодвходу счетчика результата, выходы счетчика базы времени подключены к первым входам первой схемы сравнения к вторьм входам которой, а также к

входам преобразователя код-частота подключены выходы регистра, пыход преобразователя код-частотл через третий ключ подключен к входу счетчика линеаризации, выходы которого подключены к первым входам второй схемы сравнения, к вторым входам которой, а также к входам индикаторног регистра подключены выходы счетчика результата, первый, второй и третий выходы схемы управления подключены соответственно к управляющим входам первого, второго и третьего ключей, четвертьй выход устройства управления подключен к входам установки в О счетчика результатп, счетчика ли

неаризапии, преобразователя код-частота, а также к входу Перенос индикаторного регистра, пятый выход устройства управления подключен к входу установки в О счетчика базы времени, тестой выход устройства управления подключен к тактовому входу регистра, к второму и третьему входам устройства управления подключены соответственно выходы второй и первой схем сравнения, к четвертому входу схемы управления подключен выход одного из младших разрядов счетчика базы времени, а к пятому входу схемы управления подключен выход последнего разряда регистра.

J 37 J2