Устройство для измерения давления газов в цилиндре поршневых машин Советский патент 1993 года по МПК G01L23/08 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и предназначено для автоматизированного измерения давления газов.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения давления, содержащее датчик давления, отметчик нижней мертвой точки (НМТ), формирователь импульсов, первый ключ, первый и второй резисторы, конденсатор, соединенный одной клеммой с общей шиной, и усилитель, при этом датчик давления соединен с первым резистором, выход усилителя через первый ключ соединен с конденсатором, а выход отметчика НМТ через формирователь импульсов соединен с управляющим входом первого ключа, дополнительно введены второй ключ, инвертор, третий и четвертый резисторы, а усилитель выполнен операционным, причем первый резистор соединен с неинвертирующим входом усилителя, инвертирующий вход которого соединен через второй резистор с выходом усилителя, через третий резистор с общей шиной и через четвертый резистор и второй ключ с конденсатором, причем управляющий вход второго ключа через инвертор подключен к выходу формирователя.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы работы.

Устройство для измерения давления газов содержит датчик 1 давления,последовательно соединенный через первый резистор 2 с неинвертирующим входом усилителя 3, конденсатор 4, соединенный с выходом усилителя 3 через первый ключ 5 и с инвертирующим входом усилителя 3 через последовательно соединенные второй ключ 6 и четвертый резистор 7. Второй резистор

00

о о со о о

8 соединен с выходом и инвертирующим входом усилителя 3, и третьим резистором 9. Выход отметчика НМТ 10 подключен к формирователю импульсов 11, выход которого подключен к управляющему входу первого ключа 5 и через инвертор 12 к управляющему входу второго ключа 6.

Отметчик НМТ выполнен в виде оптопа- ры, установленной вблизи вала, и флажка, установленного на валу машины.

Устройство работает следующим образом.

Выходное напряжение датчика 1 поступает на неинвертирующий вход усилителя 3 через первый резистор 2 (фиг.2 а). До подхода поршня к нижней мертвой точке (НМТ) первый ключ 5 разомкнут, второй ключ б замкнут, При положении поршня в нижней мертвой точке, когда давление равно нулю, отметчик 10 НМТ запускает формирователь импульсов 11, импульсом которого одновременно размыкается ключ б, отключающий конденсатор 4 от цепи обратной связи усилителя 3, и замыкает ключ 5, подключающий конденсатор 4 к выходу усилителя 3 (фиг.2,б,в,г). При дрейфе нуля усилителя 3 конденсатор 4 заряжается только через со противление выходных цепей усилителя (фиг.2,д), С прекращением управляющего импульса ключ 5 размыкается, при этом ключ б замыкается и напряжение конденсатора 4 через замкнутый ключ 6 и второй резистор 8 оказывается приложенным к инвертирующему входу усилителя 3. Таким образом, при равенстве величин резисторов 7, 8 получаем скорректированное напряжение на выходе усилителя 3. При этом напряжение на инвертирующем входе усилителя 3 вычитается в течение остального цикла из напряжения на выходе датчика 1. При этом конденсатор 4 разряжается незначительно, так как величина сопротивления второго резистора 8 выбирается большой. Сопротив- , ления в цепи заряда конденсатора малы. Время заряда конденсатора 4 мало, а время разряда велико, Поэтому величина компенсирующего напряжения на инвертирующем входе усилителя практически сохраняет уровень в течение всего цикла.

Если дрейф нуля отсутствует, то конденсатор 4 при действии на ключ 5 управляющего импульса с формирователя импульсов 11 не заряжается, а если был заряжен предварительно, то разряжается через выходную цепь усилителя. В обоих случаях на

входах усилителя 3 действует только напряжение датчика. Таким образом, любое отклонение выходного напряжения от нуля при положении поршня в нижней мертвой точке создает такое смещение на инвертйрующем входе усилителя 3, которое компенсирует дрейф нуля, повышая этим точность измерений.

Предложенная схема включения усилителя существенно повышает его входное сопротивление. Введение инвертора 12 и второго ключа 6 позволяет исключить влияние процесса заряда конденсатора 4 на входные цепи и выходное напряжение усилителя 3.

Таким образом, точность коррекции дрейфа нуля усилителя существенно повышается.

25

Формула изобретения

Устройство для измерения давления газов в цилиндре поршневых машин, содержащее датчик давления отметчик нижней мертвой точки (НМТ), формирователь импульсов, первый ключ, первый и второй резисторы, конденсатор/соединенный одной клеммой с общей шиной, и усилитель, при этом датчик давления соединен с первым резистором, выход усилителя через первый

ключ соединен с конденсатором, а выход отметчика (НМТ) через формирователь импульсов соединен с управляющим входом первого ключа, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него

дополнительно введены второй ключ, инвертор, третий и четвертый резисторы, а усилитель выполнен операционным, причем первый резистор соединен с неинвертирую- щйм входом усилителя, инвертирующий

вход которого соединен через второй резистор с выходом усилителя, через третий резистор с общей шиной и через четвертый резистор и второй ключ с конденсатором, причем управляющий вход второго ключ через инвертор подключен к выходу формирователя импульсов.

Использование: изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для автоматического измерения давления газов в цилиндрах поршневых машин. Цель изобретения - повышение точности измерений. Сущность изобре- тения: устройство содержит датчик давления, последоввтел.ьно соединенный через первый резистор с неинвертируюицим входом усилителя, конденсатор, соединенный с выходом усилителя через первый ключ и с инвертирующим входом усилителя через последовательно соединенные второй ключ и четвертый резистор. Второй резистор соединен с выходом и инвертирующим входом усилителя и третьим резистором. Выход отметчика нижней мертвой точки (НМТ) подключен к формирователю импульсов, выход которого подключен к управляющему входу первого ключа и через инвертор к управляющему входу второго ключа. 2 ил.