Устройство для измерения давления Советский патент 1991 года по МПК G01L9/10 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения давления

Целью изобретения является повы- итение точности

На чертеже приведена функциональная схема устройства„

Устройство содержит индуктивный датчик 1 давления, первый и второй дифференциаторы 2 и 6, сумматор 3, управляемый делитель 4 напряжения, преобразователь 5 напряжения ток, компаратор 7, интегратор 8, причем интегратор 8, преобразователь 5 на- пряжение - ток, датчик 1 давления включены последовательно. Выход сумматора 3 через последовательно включенные компаратор 7, интегратор 8, управляемый делитель 4 напряжения, дифференциатор 2 подсоединен к свое му входу, интегратор 8 подключен к второму входу компаратора 7, выход которого является -выходом устройств сумматор через второй дифференциатор 6 подсоединен к управляющему входу управляемого делителя 4 напряжения, выход которого связан с вторым вхо дом сумматора 3, кроме того, первый вывод датчика подключен к третьему входу сумматора 3, второй вывод соединен с земляной шиной.

I

Устройство работает следующим образом

Б установившемся режиме работы н выходе компаратора 7 действует напр жекие прямоугольной формы с амплиту дои U3 поступающее на вход иитегра- тора 8S напряжение U которого зави1 сит от времени так

U - -|- t,

Л„

г8

где eg - постоянная времени интегратора 8,

Это напряжение подается на вход преобразователя 5 напряжение ток, на выходе которого ток определяется выражением

т - t

- OaV

где К - коэффициент преобразователя 5.

Ток с выхода преобразователя 5 н пряжение - ток поступает на индукти ный датчик 1, напряжение на вых-оде которого

U

и

i

x V- a + Rt),

CgK,

I

где L и R - индуктивность и активно сопротивление индуктивного датчика 1„

Напряжение с выхода интегратора 8 подается на вход управляемого делителя 4 напряжения с изменяющимся коэффициентом передачи п, т.е.

U,.n-f-.t.

Напряжение с выхода управляемого делителя 4 напряжения поступает на вход дифференциатора 2, сигнал на выходе которого

тт - n Ui2

л

где Со - постоянная времени дифференI

циатора 2.

Напряжение на выходе определяемся выражением

иг- и

I

или

t, и /т « ч

о,- зГ (L4-Rt) -Ј-U nf- А ПСв

( ьа Са

i-(i:-V) + tC-ir-n)JЭто напряжение поступает на вход второго дифференциатора б, Сигнал на выходе дифференциатора 6 имеет вид

и.

Ј - п),

иЈ6

. V

где 6- постоянная времени дифференциатора 6.

Это напряжение воздействует на коэффициент передачи управляемого делителя 4 напряжения, изменяя его таким образом, чтобы обеспечить условие U 0,т,е. R

П ta «-

к

При этом

V

-V - - Vl-

«a K«

45

ЈgK, (L

Напряжение с выхода сумматора 3 поступает на вход компаратора 7, где сравнивается с выходным напряжением интегратора 8. В момент равенства

50 Ug U выходное напряжение компаратора 7 скачкообразно меняет знак на противоположный и весь процесс повторяется аналогично рассмотренному.

Период колебаний на выходе компа55 ратара 7 определяется из соотношения

fo a-«..

откуда Т - 4К(Ь - $гЮ „

Индуктивность датчика 1 , например, связана с преобразуемым давлением следующей зависимостью:

L - I,,, Ka(lx+ l0Leftt), LQ - индуктивность датчика I при

давлении Р 0 и t изменение положения чувствительного элемента при

где

Р О, t t

и t,

П

М

At Len - фактическая и нормальная температура эксплуатации датчика ;

и К,- коэффициенты пропорциональности, соответственно Гн/м, мУПа;

изменение положения чувствительного элемента под действием изменения температуры

at - t - tn;

коэффициент линейного теплового расширения чувствительного элемента;

1 - длина чувствительного элемента ПрИ tfl, М.

Значение активного сопротивления индуктивного датчика 4 изменяется температуры

R Rfl{l + LR4t,

е RO - активное сопротивление датчика 1; L - температурный коэффициент

сопротивления обмотки датчика 1 .

Из приведенных соотношений значее периода колебаний Т определяется и нормальных условиях как

т„- 4к,аа+ -rЈ2v,

при фактической температуре

Trf 4K4(L0 + Kelk + K2l0Leit 0 - R6LRAt). Принимая

A B L0

А °2

получаем

т« ьк(г1х + А

V ММх А + VoMt

- At). Если обеспечить условие

- &2 оЧ

4 „ KjLkk RO LR

то получим Т,

IT

V

т.е. период коле

баний на выходе устройства не зависит от температуры, а с давлением связан соотношением

Т КРХ + А, где К - 4К,КгК3 и А .

15

Формула изобретения

Устройство для измерения давления, содержащее последовательно включенные интегратор, преобразователь напряжения в ток и индуктивный датчик давления, а также первый дифференциатор и сумматор, отличающ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй дифференциатор, управляемый делитель напряжения и компаратор, при этом выход датчика давления соединен с

первм входом сумматора, выход которого подключен параллельно к первому входу компаратора и через левый дифференциатор к управляющему входу управляемого делителя напряжения,

выход которого подклпчен параллельно к второму входу сумматора и через второй дифференциатор к третьему входу сумматора, причем выход интегратора подключен параллельно к входу

управляемого делителя напряжения и к второму входу компаратора, выход которого соединен с входом интегратора и является выходом устройства.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения давления. Цель изобретения - повышение точности. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее дифференциатор 2, сумматор 3, последовательно включенные интегратор 8, преобразователь 5 напряжение - ток, индуктивный датчик 1 давления, введены компаратор 7, управляемый делитель 4 напряжения, второй дифференциатор 6S причем выход сумматора 3 через последовательно включенные компаратор 7, интегратор 8, управляе # мый делитель 4 напряжения, дифференциатор 2 подсоединен к своему входу, интегратор подключен -к второму входу компаратора 7, выход которого является выходом устройства, сумматор 3 через второй дифференциатор 6 подсоединен к управляющему входу управляемого делителя 4 напряжения, выход которого связан с вторым входом сумматора 3, кроме того, первый вывод датчика подключен к третьему входу сумматора 3, второй вывод соединен с земляной шиной. С выхода преобразователя напряжение - ток поступает на датчик 1 ток, в виде прямоугольного импульсэ, при этом на выходе датчика напряжение имеет вид линейной функции от времени. Аналогичный сигнал поступает на второй вход сумматора 3 с дифференциатора 2. Подбором постоянных времени дифференциаторов 2 и 6 и коэффициента деления управляемого делителя 4 напряжения достигается компенсация влияния температуры на чувствительный элемент датчика и на его обмотку, i ил с оэ Ј -vj СО 00

Редактор Л.Гратилло

Составитель А.Зоеимев

Техред С.Мигунова Корректор Н.Ревская

Заказ 1391

Тираж 365

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

Подписное