Устройство для измерения давления Советский патент 1990 года по МПК G01L7/06 

/ 7 в

I I I

12 f / ill/

i

(/)

Устройство для измерения давления может быть использовано для измерения давления газов с выдачей результатов измерений на ЭВМ. Цель изобретения - расширение области применения. Два сильфона 1 и 2 соединены капиллярной трубкой 8, выполненной из электроизоляционного материала. В стенку трубки 8 вмонтированы электроды 9, в трубке размещена подвижная электроизолирующая перегородка 12, а сильфоны 1 и 2 и капиллярная трубка 8 заполнены электропроводной жидкостью. К той части жидкости, которая находится в сильфоне 1, приложено электрическое напряжение, соответствующее уровню логической единицы логических элементов И-ИЛИ 10 и инверторов 11. Перепад давления в полостях 3 и 5 вызывает перемещение электроизолирующей перегородки 12, при этом на входы логических элементов 10 и 11 поступает напряжение, соответствующее логическому нулю или логической единице в зависимости от направления перемещения перегородки 12. В результате на выходе устройства формируется цифровой сигнал, пропорциональный перемещению перегородки 12 со знаком плюс или минус и, соответственно, пропорциональный изменению давления.

СП ОЭ О

® Ф

СП

.к ЦВМ

вижная электроизолирующая перегородка 12, а сильфоны 1 и 2 и капиллярная трубка 8 заполнены электропроводной жидкостью. К той части жидкости, которая находится влсильфоне 1, приложено электрическое напряжение, соответствующее уровню логической единицы логических элементов И-ИЛИ 10 и Инверторов 11. Перепад давления в Полостях 3 и 5 вызывает перемещение (электроизолирующей перегородки 12,

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в цифровых системачх контроля давления ,

Цель изобретения - повышение точ Ностн измерения давления и расшире- тШе функциональных возможностей, состоящее в обеспечении сопряжения с Цифровым вычислитепьным устройством. На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит два идентичных Упругих чувствительных элемента 1 и 2 преимущественно в виде сильфонов,, Чувствительный элемент 1 находится в полости 3 герметичного корпуса 4., в которую подается измеряемое дав- , ление Р . Чувствительный элемент 2 расположен в полости 5 герметичного Корпуса, в которой поддерживается постоянное давление Р0 , Полости 3 ч $ герметично разделены теплопроводя- щей перегородкой 6, на которой жестко закреплен чувствительный элемент Ј. Чувствительный элемент 1 установлен на перегородке 75 имеющей отверстия с Чувствительные элементы 1 и 2 соединены между собой трубкой 8, изготовленной из токонепроводящего материала, например стекла. В трубку 8 С определенным шагом вмонтированы электроды 9. Выводы 5-8 электродов подключены к входам логических элементов 10, в качестве которых можно применить логические элементы И-ИЛИ реализованные на микросхеме К561ЛС2. Выводы 1-4 электродов подключены к входам логических элементов И-ИЛИ «ерез инверторы 11, реализованные, Напримерэ на микросхеме К561ЛЕ5. Чувствительные элементы 1 и 2 и трубка 8 заполнены токопроводящей жидкостью например ртутью, которая изоляционной перегородкой 12 разделена на1дв

при этом на входы логических элементов 10 и 11 поступает напряжение, соответствующее логическому нулю или логической единице в зависимости от направления перемещения перегородки 12. В результате на выходе устройства формируется цифровой сигнал, пропорциональный перемещению перегород- ки 12 со знаком плюс или минус и, соответственно, пропорциональный изменению давления. 1 ил.

равных объема. В качестве разделительной перегородки 12 применяется токонепроводящий материал или жидкость. К части жидкости, находящейся

в чувствительном элементе 1, приложено напряжение Un, величина которого должна обеспечить уровень 1 на соответствующих входах логических элементов

Устройство работает следующим образом.

При равенстве давлений Р и Р0 перегородка 12 занимает положение,, показанное на фиг.1. При этом электроды 5-8 имеют нулевой потенциал, а к электродам 1-4 подводится потенциал, соответствующий уровню 1. Сигналы с электродов 1-4 поступают на соответствующие входы схемы 11, а

с электродов 5-8 - соответственно на входы схемы 10, В результате на вы- х&де схемы 10 будет код 0000, соответствующий равенству давления Р и Рд. При изменении давления Р, возможны два случая,

При увеличении давления Р чувствительный элемент 1 сжимается и его подвижное основание перемещается на некоторую величину. Вследствие этого

часть токопроводящей жидкости вытед- няется в трубку 8, что вызывает перемещение изоляционной перегородки 12, величина которого пропорциональна давлению Р1. При достижении давлением

Р, определенного значения перемещение изоляционной перегородки 12 достигает такой величины, что на электрод 5 через токопроводящую жидкость подается потенциал, соответствующий

,уровню . При этом сигнал с электрода 5 поступает на соответствующие входы схемы 10, На выходе схемы 10 имеется код 0001, определяющий величину давления Р1 . Кроме того,

сигнал, снимаемый с электрода 5, используется для определения знака разности давлений Pf и Р0 . Для рассматриваемого случая эта разность положительна и сигнал 1 с электрода 5 поступает в ЭВМ. При дальнейшем увеличении давления Р, и дальнейшем перемещении изоляционной перегородки 12 токопроводящая жидкость достигает последующих электродов, что вызывает появление 1 в последующих разрядах выходного кода. При уменьшении давления Р., чувствительный элемент, 1 растягивается и его подвижное основа- ние перемещается на определенную величину э что вызывает увеличение внутреннего объема чувствительного элемента 1. Вследствие этого часть токо- проводящей жидкс и поступает из трубки в полость чувствительного элемента 1, что приводит к перемещению изоляционной перегородки 12 на величину, пропорциональную давлению Р1 . При достижении давлением Р1 опреде- ленного значения изоляционная перегородка 12 перекрывает электрод 4. Электрод 4 оказывается изолированным. С него -на вход схемы 11 поступает сиг

нал уровня 0 . На выходе схемы- 11 имеется код 000 i , который поступает на соответствующие входы схемы 10. Так как сигнал, снимаемый с выхода 4 схемы 11, имеет уровень 1, то на выход схемы 10 код 0001 поступает без изменений. При этом сигнал с электрода 5, имеющий уровень О, определяет отрицательность разности давлений Р и Р0. При дальнейшем уменьшении давления Р1 изоляционная перегородка 12 достигает очередных электродов, пере- квывая их, что вызывает появление

Редактор Л.Пчолинская

Составитель А.Зосимов

Техред Л. Сердюков а Корректор Т.Палий

Заказ 974

Тираж 467

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Q20 251 в последующих разрядах выходного кода.

С целью компенсации температурной погрешности, а также погрешностей гистерезиса и упругого последействия применяется чувствительный элемент 2, идентичный чувствительному элементу 1. При изменении температуры среды в полости 3 объем жидкости в чувствительном элементе изменяется. Но так как чувствительный элемент 2 заполнен той же жидкостью и, кроме того, воспринимает изменение температуры, а давление в полости 5 постоянно, то изоляционная перегородка при постоянном давлении Р, и изменении температуры не перемещается.

Формула изобретения З стройство для измерения давления, содержащее первый и второй сильфоны, соединенные трубкой и заполненные жидкостью, отличающееся том, что, с целью расширения области применения, в него дополнительно вве

дены логические элементы И-ИЛИ и инверторы, причем трубка выполнена из электроизоляционного материала, а жадность выбрана электропроводной, npci этом в стенку трубки вмонтирова- аь- электроды равномерно по ее длине, i. посередине трубки размещена подвижная электроизоляционная перегородка, причем электроды между первым силь- фоном и перегородкой соединены с логическими элементами И-ИЛИ непосредственно, а электроды между вторым сильфоном и перегородкой - через инверторы, при этом выходом устройства являются выходы логических элементов И-ИЛИ.

Подписное