Способ измерения давления и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК G01L9/10 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно, к средствам измерения давления.

Целью изобретения является повышение точности измерения давления за счет исключения температурной составляющей погрешности и расширение функциональных возможностей измерительного устройства путем одновременного измерения давления и температуры.

На чертеже представлена структурная схема, устройства. Чувствительный элемент датчика 1 выполнен из двух кристаллов моносульфида самария 2, обладающих различной чувствительностью, которые размещены на диэлектрической втулке 3, впрессованной в корпус 4, внутренняя полость которого сообщена с измеряемой средой отверстиями 5. Выводы 6 чувствительного элемента проходят через изоляционную трубку 7 к головке датчика 8, в которой размещена диэлектрическая колодка 9 с винтами 10 для крепления выводов чувствительного элемента и подключения соединительных проводов, связывающих выход датчика 1 через переключатель 11 со входом мостовой измерительной схемы 12, выходной сигнал которой через аналого-цифровой преобразователь 13 по0СЛ

-ч

СО 00

-vj

ступает в память вычислительного устройства 14, а результат вычисления физических величин и тедавлення и температуры выводится на блок индикации 15. Питание измерительной схе- мы обеспечивается блоком питания 16, а блок управления 17 управляет работой измерительного устройства в целом.

Способ осуществляют следующим образом.

Измерение производится в два такта.

На первом такте измерения переклю- чатель 11, находясь в первом положении, подключает на вход мостоьой измерительной схемы 12 выход одного из кристаллов, и результата измерения его сопротивления преобразуется в двоично-десятичный код при помощи аналого-цифрового преобразователя ,13 и заносится в память вычислительного устройства 14.

I На втором также измерения пере- ключатель 11 по команде блока управления 17 подключает на вход мостопой измерительной схемы 12 выход второго кристалла, сопротивление которого аналогичным образом преобразуется в код и также заносится в память вы- чнлителыюго устройства 14.

I

Затем по команде блока управления

17 вычислительное устройство 14 производит преобразование кодов выход- пых сигналов датчика в десятичные коды, соответствующие значениям и размерности физических величин давления Р и температуры Т по следующим формулам

Р А0 A,R4 + AtR2 + АЭК + + A4R,R2 + A5R + A6R + A7R(R4 +

+ AgR,Ri,(1)

Т B0 4- B,R, -- B2RZ + BjRf + + , + B5Rj + B6Rf + ( (2) 50

где R, Rj, - коды электрических сопротивление кристаллов. Коэффициенты А0, А,, А, А, А, Ау, Ав, А7, Аб и Ъв В,, Вг, В,,55

В4, В, В6, В формул (1),(2), получаются градуировкой и хранятся в памяти ВУ постоянно.

0

0

Переключатель 1 1 , оставаясь во втором положении, обеспечивает готовность измерительного устройства к следующему циклу измерений сопротивлений чувствительного элемента датчика, но теперь уже в обратной последовательности - К.-,, К .

Формулы (1)(2), получены следующим образом.

Экспериментально получены градуи- ровочные характеристики двух кристаллов моносульфида самария различной чувствительности R f(P, T), Rt f(P, Т). Затем на ЭВМ с помощью программы аппроксимации по методу наименьших квадратов со статическим анализом точности аппроксимации получены численные значения коэффициентов в формулах (1) и (2).

Формула изобретения

1. Способ измерения давления, включающий нагружение кристалла моносульфида самария, легированного селеном, измеряемым давлением, измерение его электрического сопротивления, преобразование электрического сопротивления в числовой код и вычисление измеряемого давления по формуле обратного преобразования, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения давления за счет исключения температурной составляющей погрешности и расширения функциональных возможностей путем одновременного определения температуры, дополнительно нагружают измеряемым давлением второй кристалл моносуль- фида самария,о т л и ч а ющ и и с я от первого кристалла степенью легирования селеном, измеряют его сопротивление, которое преобразуют в цифровой код, а величины давления Р и температуры Т определяют по формулам

2

Р - А0 A,R, + + AjR, +

+ A4R,R2 + A5R + A6R + +

+ AgR1R2 , Т - B0 + B4R,Rj, + BSR| + BgR + BrRfll2)

Т - B0 + , + BZR2 + B3R, +

где Rj и R -сопротивления первого и второго кристаллов;

L8

0, Л,, Аг,

и BO, В , R

rt г

5

A4, A

16

В

5 H6

7

3 B Bf

B7 - числовые коэфф щиенты, которые определяют предварительно с

помощью градуировок о 2. Устройство для измерения давления, содержащее корпус, в котором установлен первый кристаллический чувствительный элемент, выполненный из моносульфида самария, легированного селеном, и мостовую измерительную схему, выход которой подсоединен через аналого-цифровой преобразователь к вычислительному устройству, снабженному индикатором, отличающееся тем, что в него дополниBЈ,

1657987

тельно введены двухканальный аналого- вый коммутатор, блок управления и

второй чувствительный элемент, установленный в корпусе и выполненный из моносульфида самария, легированного селеном с меньшей степенью легирования с селеном, чем первый чувствительный элемент, подключенный к

Q первому входу аналогового коммутатора, а второй - к второму его входу, причем выход коммутатора подключен к входу мостовой измерительной схемы, а выход блока управления соединен с

,5 управляющими входами коммутатора, аналого-цифрового преобразователя и вычислительного устройства.

Изобретение относится к измерительной, технике. Целью изобретения является повышение точности устройства для измерения давления за счет исключения температурной погрешности и расширение его функциональных возможностей (одновременного измерения давления и температуры). Сущность изобретения заключается в измерении электрических сопротивлений двух тензопреобразователей различной чувствительности 2 при одновременном воздействии на них давления и температуры измеряемой среды и вычисления по измеренным значениям сопротивлений значений давления и температуры по формулам, п виде полиномов третьей степени по сопротивлениям первого и второго чувствительных элементов, полученным градуировкой и обработкой на ЭВМ. Чувствительные элементы выполнены из монокристаллов сульфида самария, легированных селеном, причем степень легирования их различна. 2 с.п„ ф-лы, 1 ил„ с SS (Л С

8