Манометрический термометр Советский патент 1990 года по МПК G01K5/28 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к области температурных измерений.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства,

На чертеже приведена схема предложенного термометра, выполненного на базе пневматических элементов с четырьмя поддиапазонами измерения.

Устройство содержит измеритель 1, выполненный по схеме дифференциального манометра, два разнополярных измерительных входа которого соединены соответственно с термобаллоном

2,заполненным однородным инертным газом, и компенсационным капилляром

3,а его компенсационный вход соединен непосредственно с входом компенсатора

4, выполненного в виде двух параллельно включенных повторителей 5 и 6 соответственно с положительным и отрицательным сдвигами давления (+ДРМИКС; -ЈpMaf(C) и ПОдКлючен к выходу компенсатора 4 через нормально разомкнутые контакты 7 и 8 Коммутатора 9, емкость 10, повторитель 11, давление питяния к которому подключено через постоян- ное сопротивление.12, и переключатель 13 с нормально замкнутыми контактами, блок 14 индикаторов и переключатель 15 поддиапазонов измерения, входы которых подключены к выходу измерите- ля 1 .

Выходы переключателя 15 поддиапазонов измерения связаны с управляющими входами блока 14 индикаторов, а два дополнительных выхода переключателя 15, являющиеся выходами его импульсных элементов 16 и 17 с нормально замкнутыми и разомкнутыми контактами соединены с соответствующими управляющими входами контактов 7 и 8 коммутатора 9 и с управляющим входом переключателя 13 посредством элемента ИЛИ 18.

Измеритель 1 содержит мембранный пневматический элемент 19в включен- ный с помощью усилителя 20 мощности и делителя из постоянного 21 и переменного 22 сопротивлений, связанных с камерой 23 отрицательной обратной связи, по схеме пневмоусилителя0 При этом отрицательная камера 24 образует компенсационный вход измерителя 1.

Блок 14 индикаторов содержит четыре (по числу поддиапазонов измере-- ния) индикатора 25-28 соответствую- щих шкал 29-32 отсчета поддиапазонов измерения. Вход блока 14 связан с показывающей стрелкой 33, общей для всех шкал отсчета. Управляющие входы блока 14 соединены с соответствующими индикаторами 25-28„

Переключатель 15 поддиапазонов измерения содержит два элемента 34 и 35 сравнения, одни разнополярные з входы которых подключены к выходу из- мерителя 1, а другие - к выходам соответствующих задатчиков 36 и 37 давлений верхнего (О,1 МПа) и нижнего (0,02 МПа) уровней срабатывания. Выходы элементов 34 и 35 сравнения по- средством нормально замкнутых контактов соответствующих импульсных элементов 16 и 17 связаны с выходами последних и соответствующими входами цепочек переключения, число которых равно количеству поддиапазонов измерения. Выходы импульсных элементов 16 и 17 связаны также с атмосферой посредством их нормально разомкнутых контактов, управляющие входы которых соединены с выходами этих элементов через переменные сопротивления 38 и 39, при этом управляющие входы нормально замкнутых контактов импульсных элементов соединены с атмосферой. Четыре цепочки переключения переключателя 15 поддиапазонов измерения выполнены на базе логических элементов И, элементов памяти, элементов Запрет и размыкателей0 При этом вторая и третья цепочки переключения содержат по два элемента И 40 и 41, элемент 42 памяти, элемент 43 Запрет и размыкатель 44. Первая цепочка переключения содержит элемент Запрет 43 и размыкатель 44, а последняя четвертая цепочка переключения содержит два элемента И 40 и 41 и элемент 42 памяти. Одни входы элементов И 40 и 41 соединены с выходами соответствующих импульсных элементов 16 и 17, а их выходы подключены соответственно к информационным входам и управляющим входам элементов 42 памяти. Управляющие входы элементов 43 соединены с выходами соответствующих элементов 42 памяти„ Информационные входы элементов 43 второй и третьей цепочек переключения подключены к вы ходам их элементов 42 памяти. Информационный вход элемента 43 первой цепочки переключения соединен с шиной питания. Выходы элементов 43 являются выходами первой, второй и третьей цепочек переключения и переключателя 15, а выходом четвертой цепочки и четвертым выходом переключателя 15 является выход ее элемента 42 памяти. Выход элемента ИЛИ 18 соединен с управляющими входами размыкателей 44, выходы которых посредством соответствующих емкостей 45 первой, второй и третьей цепочек переключения подключены к другим входам соответствующих элементов И 40 и 41 второй, третьей и четвертой цепочек переключения.

Манометрический термометр работает следующим образом.

Работа термометра основана на принципе пневматической силовой компенсации усилия, создаваемого перепадом давления ЗР в разнополярных измери-

51569587

тельных входах мембранного элемента 19, усилиями компенсационного давле, л

ния Р24 в отрицательной камере 24 и давления Р,,3 йР в камере 23 отрицательной обратной связи элемента 19. Перепад давления лР изменяется в результате воздействия измеряемой температуры Т на термобаллон 2 и компенсационный капилляр 3„ Компенсационное давление формируется компенсатором 4, а давление P2J формируется в камере 23 выходным давлением Р, измерителя 1 с помощью делителя 21 и 22

Так ЧТО ,4 +Р -23

Диапазон перепада давления ЛРМЯК соответствующий максимальной измеряе,-, MWKC

мои температуре Т , разбивается на

измерения

дрМ«К

п одинаковых поддиапазонов давления л каждый т.е. п ЛРММКС. Число поддиапазонов п соответствует количеству шкал отсчета блока 14. Компенсационное давление Р.т рабочего поддиапазона измерения соответствует

-.метке

РМ.« -

лрг

где m - номер рабочего поддиапазона, О т п.

Таким образом 4Р Р„ ДР Р24|т;

4 и

Мерой измеряемой температуры является давление Р1 с выхода измерителя I

Р

К - ДР,

где К - коэффициент усиления пневмо- усилителя измерителя 1, выбираемый переменным сопротивлением 22 так, что при

, -Р,0,02 МПа; ЛР 0,1 МПа; 0,02 МПа Р1 Ј 0,1 МПа.

На выходах повторителей 5 и 6 устанавливаются соответственно положительный и отрицательный сдвиги давления (+4рм«кс )f На вЪ1ХОдах .задатчиков 36 и 37 устанавливаются давления Р ,1 МПа и ,02 МПа.

Шкалы 29-32 отсчета поддиапазонов измерения размечены следующим образом:. 29 - (О-t.,), первый поддиапазон измерения; 30 - (tr-t2), второй поддиапазон измерения; 31 - (), третий поддиапазон измерения; 32 - (), четвертый поддиапазон измерения.

При 0 АР 0 0,02 МПа ГР, tO,l МПа на выходах элементов 16, 18 и 34 устройства присутствует сигнал , логического О, а на выходах элементов 43-45 первой цепочки переключения- сигнал логической 1. При этом Р2 0 и горит индикатор 25 шкалы 29 первого поддиапазона измерения температуры, величина которой отсчитывается по стрелке 33.

При Т t,, Р, 0,1 МПа на выходах элементов 16, 18 и 34 и на выходе элемента 45 первой це5 почки переключения возникает . сигнал логической 1, а на выходе элемента 43 первой цепочки - сигнал логического О. При этом индикатор 25 гаснет и загорается инди0 катор 26 ;шкалы 30, так как на выходах элементов 41-43 второй цепочки переключения присутствует сигнал логической 1. Через время, установленное проводимостью переменного сопротив5 ления 38 (Р24 - дРм01КС, F,0,02 МПа), на выходах элементов 16, 18, 34 и 35 и элемента 45 первой цепочки переключения формируется сигнал логического О. Устройство переключается на вто0 РОЙ поддиапазон измерения. Таким же образом происходит переключение поддиапазонов в прямом направлении на третий и четвертьй поддиапазоны.

Переключение поддиапазонов в обратном направлении, например с четвертого на третий, происходит следующим образом, Состояние элементов на четвертом поддиапазоне при t. ST 0,02 МПа Ј} 0,1 МПа такое, что на выходах элементов 17, 18 и 35 присутствует сигнал логического О11, а на выходах элементов 42 второй, третьей и четвертой цепочек переключения - сигнал логической « При этом

5 горит индикатор 28 шкалы 32 четвертого поддиапазона. При Т t3, йҐ 3

5

м«цс

0

Р 0,02 МПа на выходах .,

ментов 17, 18 и 35, элемента 40 четвертой цепочки переключения и элемен0 та 43 третьей цепочки переключения возникает сигнал логической, а на выходе элемента 42 четвертой цепочки переключения - сигнал логического О, В результате этого индикатор 28

5 гаснет, а.индикатор 27 загорается Через время, установленное проводимостью переменного сопротивления 39, Р,,2- РмакС, Р,0,1 МПа, на выходах элементов 17, 18, 34 и 35 устанавли71569587

вается сигнал логического О, а на выходе элемента 45 третьей цепочки переключения - сигнал логической 1. На этом завершается переключение устройства на третий поддиапазон измерения.

Формула изобретения

Манометрический термометр, содержащий измеритель, выполненный по схеме дифференциального манометра, два разнополярных измерительных входа которого соединены соответственно с $ термобаллоном и компенсационным капилляром, компенсатор, выходы которого через нормально разомкнутые контакты коммутатора подключены к входу повторителя, блок индикаторов, информаци- 20 онный вход которого подключен к выходу измерителя, переключатель поддиапазонов измерения, включающий в себя цепочки переключения, выходы которых соединены с управляющими входами 25 блока индикаторов, задатчики давления, два элемента сравнения, соединенных одними разнополярными входами с задатчиками давления, ходом измерителя, и

а другими - с ны- импульсные элементы, выходы которых соединены с управ0

$ 025

ляющими входами нормально разомкнутых контактов коммутатора и входами цепочек переключения непосредственно, через их нормально замкнутые контакты - с выходами элементов сравнения и через логический элемент ИЛИ - с управляющим входом переключателя с нормально замкнутыми контактами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, переключатель с нормально замкнутыми контактами включен между выходом повторителя и компенсационным входом измерителя, соединенным непосредственно с входом компенсатора, выходы импульсных элементов переключателя поддиапазонов связаны с атмосферой посредством их нормально разомкнутых контактов, управляющие входы которых соединены с выходами этих элементов через их переменные сопротивления, а управляющие входы нормально замкнутых контактов импуль- ных элементов соединены с атмосферой.

L. IJ-

J

Изобретение относится к области приборостроения и позволяет увеличить надежность устройства в работе. Устройство содержит измеритель, связанный входами с термобаллоном и компенсационным капилляром, с компенсатором посредством коммутатора и повторителя, а выходом с входами блока индикаторов и переключателя поддиапазонов измерения, выходы которого соединены с управляющими входами блока индикаторов, а дополнительные два выхода блока - выходы импульсных элементов с нормально замкнутыми и разомкнутыми контактами подключены к управляющим входам коммутатора, переключатель с нормально замкнутым контактом, управляющий вход которого через элемент ИЛИ соединен с выходами импульсных элементов. Выходы импульсных элементов соединены с атмосферой посредством их нормально разомкнутых контактов, связанных управляющими входами с выходами этих элементов посредством переменных сопротивлений, управляющие входы нормально замкнутых контактов импульсных элементов соединены с атмосферой, компенсационный вход измерителя соединен непосредственно с входом компенсатора. Приведенные связи выходов импульсных элементов и измерителя позволяют при потере устройством рабочего поддиапазона измерения кратковременными последовательными импульсами поиска импульсных элементов производить автоматический поиск рабочего поддиапазона, сохраняя этим работоспособность устройства. 1 ил.