Устройство для измерения давления Советский патент 1990 года по МПК G01L9/10 

индуктивные преобразователи, второй 2- ; и третий 28 измерительные мосты и коммутатор 33. На мембране нанесены слои термодеформационного и гиг- род еформационного материалов, а также магнитного материала,. Работа каналов измерения температуры и влажности

аналогична работе канала измерения давления и основана на работе индуктивного преобразова еля с изменяющимся воздушным зазором. Однотипность измерительны/, преобразователей во всех каналах упрощает реализацию устройства. 2 ил.

Изобретение относится к приборостроению и позволяет расширить функциональные возможности устройства для измерения давления путем формирования дополнительных электрических невзаимосвязанных сигналов температуры и влажности. Для этого наряду с корпусом, мембраной, первым индуктивным преобразователем, генератором переменного напряжения, первым измерительным мостом 20, усилителем 34, выпрямителем 35, аналого-цифровым преобразователем 36, цифровым индикатором 37 и блоком управления 38 устройство содержит второй и третий индуктивные преобразователи, второй 24 и третий 28 измерительные мосты и коммутатор 33. На мембране нанесены слои термодеформационного и гигродеформационного материалов, а также магнитного материала. Работа каналов измерения температуры и влажности аналогична работе канала измерения давления и основана на работе индуктивного преобразователя с изменяющимся воздушным зазором. Однотипность измерительных преобразователей во всех каналах упрощает реализацию устройства. 2 ил.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения Давления газообразных сред в условиях изменяющихся температуры и влажности.

Цель изобретения - расщирение функциональных возможностей устрой- ства путем формирования дополнительных электрических невзаимосвязанных сигналов температуры и влажности.

На фиг. 1 изображена конструкция предлагаемого устройства; на фиг. 2электрическая схема устройства.

Устройство содержит корпус 1, мембрану 2 с первым 3, вторым 4 и третьим 5 слоями магнитного материала, слоем 6 термодеформационного и слоем 7 гигродеформационного материала, первый индуктивный преобразователь, состоящий из сердечника 8 с обмоткой 9 и выводами 10 и 11, второй индуктивный преобразователь, состоящий из сердечника 12 с обмоткой 13 и выводами 10 и 14, третий индуктивный преобразователь, состоящий из сердечника 15 с обмоткой 16 и вьгаодами 10 и 17, основание 18 и разъем 19.

Устройство также содержит первый измерительный мост 20, состоящий из обмотки 9 первого индуктивного преобразователя и резисторов 21-23, второй измерительный мост 24, состоя- щий из обмотки 13 второго индуктивного преобразователя и резисторов 25- 27, третий измерительный мост 28, состоящий из обмотки 16 третьего индуктивного преобразователя и резисто ров 29-31, генератор 32 переменного напряжения, коммутатор 33, усилитель 34 переменного напряжения, прецизионный выпрямитель 35, аналого-цифровой преобразователь (А1Щ) 36, цифровой индикатор 37 и блок 38 управления. Корпус 1 выполнен в виде полого цилиндра с внешней резьбой для установки на объекте измерения и имеет

четыре сопряженные между собой внутренние полости с разными диаметрами для последовательной установки разъема 19, основания 18 и мембраны 2. На основании 18 закреплены сердечники 8, 12 и 15 индуктивных преобразователей. Мембрана 2 выполнена из немагнитного материала, (например, в виде кремниевой пластины). В центральной части мембраны 2 над сердечником 8 первого индуктивного преобразователя нанесен первый слой 3 магнитного материала. Над сердечниками 12 и 15 на мембране 2 в периферийной ее части (в зоне минимума деформаций) нанесены слои 6 и 7 соответственно термодеформационного и гигродеформагронного материалов, на которые, в свою очередь, нанесены второй 4 и третий 5 слои магнитного материала. Мембрана 2 в месте нанесения слоев 5 и 7 может иметь микропоры для обеспечения доступа влаги к гигродеформационному слою 7.

Мембрана 2 закреплена на корпусе 1, например, при помощи ситаллоце- мента. Основание 18 выполнено из электроизоляционного материала и закреплено в корпусе 1, например, при помощи клея.

Входы измерительных мостов 20, 24 и 28 соединены с генератором 32 переменного напряжения, выходы мостов по ключенЫ о входам электронного коммутатора 33, выход которого через усилитель 34, выпрямитель 35 и А1Ш 36 связан с цифровьм индикатором 37. Певый выход блока 38 управления соединен с установочным входом АЦП 36, второй выход - с управляющим входом усилителя 34, а третий выход - с управляющим входом коммутатора 33. Усилитель 34 выполнен с регулируемым коэффициентом усиления для получения желаемой крутизны преобразования по каналам измерения давления, темпера516

туры и влажности/ Блок 38 управления выполнен в виде таймера, формирующего последовательность импульсов, управляюи1их элементами устройства.

Устройство работает следуютилм образом.

В первый такт измерения блок 38 управления устанавливает АЦП 36 в исходное состояние и подключает через коммутатор 33 к входу усилителя 34 измерительную диагональ (выход) первого моста 20, сигнал с которой усиливается, нормируется в соответствии с принятой шкалой измерения давления преобразуется в постоянное напряжение вьшрямителем 35, а затем - в цифровой код с помощью АЦП 36 и информация о давлении отображается на цифровом индикаторе 37.

Во второй такт измерения блок 38 управления устанавливает А1Ш 36 в исходное состояние и подключает через коммутатор 33 измерительную диагональ второго моста 24 к входу усилителя 34. Под воздействием изменений температуры происходит объёмная деформация слоя 6 термодеформа11 1онного материала, что приводит к изменению зазора между слоем 4 магнитного материала и сердечником 12 второго индуктивного преобразователя, сигнал с которого аналогично предьщущему обрабатывается в блоках 34, 35 и 36 и информация о температуре отображается на цифровом индикаторе 37.

В третий такт измерений, аналогично предьщущему, подключается измерительная диагональ третьего моста 28 и информация о влажности отображается на индикаторе 37.

Таким образом, работа канала измерения температуры и канала измерения влажности аналогична работе канала измерения давления и основана на работе индуктивного пре образователя с изменяющимся воздушньм зазором. При необходимости, линеаризация сигналов может осуществляться в усилителе 34, выполненном в виде функционального преобразователя с выбором функции по сигналу блока 38 управления, либо в АЦП 36 известными методами.

Благодаря формированию дополнительных сигналов температуры и влажности, расширяются функциональные ВОЗМОЖНОС1-И устройства. Благодаря

103306

однотипности измерительных преобра - зователей в каналах измерения давления, температуры и влажности упрощается конструкция устройства.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Формула изобретения

Устройство для измерения давления, содержащее корпус с мембраной и первым индуктивным преобразователем перемещения мембраны, генератор переменного напряжения, первый измерительный мост, усилитель, вьшрямитель, аналого-цифровой преобразователь, цифровой индикатор и блок управления, первый выход которого подключен к установочному входу аналого-цифрового преобразователя, причем первый индуктивный преобразователь включен в первый измерительный мост, диагональ питания которого соединена с генератором переменного напряжения, а измерительная диагональ через усилитель, выпрямитель и аналого-цифровой преобразователь связана с цифровым индикатором, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем формирования дополнительных электрических невзаимосвязанных сигналов температуры и влажности, оно снабжено установленными в корпусе вторым и третьим индуктивными преобразователями, вторым и третьим измерительными мостами и коммутатором, при этом на мембране, вьшолненной из немагнитного материала, непосредственно над первым индуктивным преобразователем, по центру мембраны нанесен слой магнитного материала, над вторым и третьим индуктивными преобразователями, по периферии мембраны в зоне ее минимальных деформа- . ций нанесены соответственно слои термодеформационного: и гигродефор- мационного материалов, на которые, в свою очередь, нанесены соответствующие слои магнитного материала, причем второй и третий индуктивные преобразователи включены соответственно во второй и третий измерительные мосты, диагонали питания которых подключены к генератору переменного напряжения, а измерительные диагонали первого, второго и третьего измерительных мостов подключены к соответствующим входам коммутатора, выход которого подключен к информационному входу усилителя, управляющий вход

716103308

которого соединен с вторым выходом poi o подключен к унрав.пян.ч К му пхо;г; блока управления, третий выход кото- коммутатора. .

J /3