УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ Советский патент 1967 года по МПК G01L19/00 G01L7/02 

Описываемое устройство относится к области точного измерения да1влений и представляет собой 1ман01метр с дискретно-непрерызной KOMineHcauHeH. Существующие дискретно-щепрерывные измерители давления сложны по конструкции и имеют нестабильную нулевую точку, что усложняет отсчет измеренного да|Вления и использование прибора для телеизмерения.

В предлагаемом устройстве для точного измерения давлений недостатки устранены бл1агодаря применению подъемно-навешивающего мехаНиз1ма, выполненного в виде перемещаемой с помощью вращающейся гайки подъемной щтанги, на которой укреплены втулки, опускающие кольцевые грузы на грузовую тарелку. Последняя непоередственио связана с чувсдаительным элементом, индикатор перемещения которого воздействует на схему управления через двухнозиционный ключ, связывающий его с исполнительньим устройством рычажного механизма непрерывной компешсации в режиме следящей отработки нуля. В режиме измерения чувствительный элемент (сначала соединяется с исполнительным устроЙ1Ством |Механнзма навещивания грузов, а затем с исполнительным устройCTiBOM рычажного механиз ма непрерывной компенсации.

Конструкция устройства схематически представлена на чертеже.

Измеряемое давление Яд., подаваемое через трехходовой электропневматический клапан /, раЗ|Вивает определенное усилие, действующее на мембрану 2, .которое измеряется по принципу динамической силовой компенсации двумя система.мн-дискретной и непрерывной. Система дискретной компенсации имеет

подъемно-навещивающий механизм, состоящий из набора грузов 5, .перемещаемых с номощью втулок 4, закрепленных на щтанге 5. Подъемная щтанга 5 соверщает постунательное движение нри вращении гайки 6 двнгателем 7.

Размер втуло.к 4 по высоте выбран таким, что расстояние между .нодвещенными на них грузами 3 равно щагу винтовой пары щтанга 5 - гайка 6. Таким образом, црн повороте

гайки 6 на 360° в па.правленни онускания щтанги нижний груз ложится на грузовую тарел1ку 8, воздействующую непосредственно на чу1вствитель)1ый элемент. При следующем обороте гайки на первый, уже лежащий на

тарел.ке груз, ложится второй и т. д., что позволяет по .числу оборотов судить о число воздействующих на чувствительный элемент грузов. Число оборотов гайки с помощью датчика

ключ 10, отсчитывается местным счетчиком /7 или дистанцкоыным счетчиком 12.

Система - непрерывной компенсации предназначена Йля- создания точного компенсирующего- усилия iB лределах веса одного труза в процессе измерения. В нерабочее время эта система компенсирует ,вес тарелки и жесткого центра, упругую силу мембраны, а также изменение этих сил, в зависимости от температуры и других условий.

Переменная по знаку и величине непрерывная компенсирующая сила создается рычагом 13 и изменяется при перемещении груза 14 микрометрическим винтом 15. Винт приводит-, ся во .вращение встроевны-м в рычаг 13 электродвигателем 16.

Величина компенсирующей силы или пропорциональное ей перемещение груза 14 отсчитывается с помощью датчика 17 оборотов микрометрического винта, местным счетчиком 19 или дистанционным счетчиком 20, через откры1ваемый сигналом «измерение ключ IS.

Положение мембраны, т. е. отклонение ее от нейтрали под действием каких-либо сил, контролируется бесконтактны-м индикатором малых перемещений 21, имеющим в качестве чувствительного элемента перемещения дифференциальную емкость 22 с одной подвижной и двумя неподвижными пластинами. Подвижная средняя пластина жестко связана с чуйствительным элементом давления, так что при отклонении мембраны от нейтрального положения на выходе индикатора перемещения 21 появляется сигнал, соответствующи направлению отклонения, т. е. нерекомиенсации или недокомнен1сации. Этот сигнал подается на двухпозиционный ключ 23, имеющий два управляющих входа, на один из которых поступает сигнал «измерение, а на другой - сигнал от блока 24 дискретной компен1сации.

Если сигнал есть хотя бы на одном управляющем входе ключа 23, то выход индикатора 21 Поступает на блок 24 дискретной компенсации, управляющий двигателем 7.

Если управляющих сигналов нет или они присутствуют сразу на обоих входах, то ключ 23 связывает индикатор перемещения с блоком 25 непрерывной компенсации, управляюнщм двигателем 16 рычага. В обоих случаях сигнал недокомпенсации вызывает увеличение комненсирующей силы, т. е. опускание грузов 2 или перемещение груза 14 в сторону увеличения давления рычага. Соответственно, сигнал перекомпенсации вызывает подъем грузов или уменьшение воздействия системы непрерывной компенсации.

Выход индикатора 21 связан с блоком 26 местной сигнализации и блоком 27 дистанционной сигнализации, которые воспринимают отсутствие выходных сигналов индикатора как састоя1ние компенсации , действующих на мем.брану.

Если сигнал «измерение отсутствует, ключи 10 и 18 замкнуты, а двухпозиционный ключ 23 связывает индикатор 21 с ;блоком 25 непрерывной компенсации. Поэтому, если М1ембрана находится в неравновесном положении из-за «сползания нуля, то индикатор 21 управляет перемещением груза 14 до тех пор, пока рычат 13 не вернет мембрану в нейтральное положение.

Импульсы датчика 17, возникающие при перемещении груза 14, не пропускаются на счетчики 19 и 20, так как закрыт ключ 18. После возврата мембраны в нейтральное положение выходной сигнал индикатора 21 пропадает, что отмечается блоком сигнализации 26. Произведена отработка нуля, прибор готов к намерению.

Измерение давления начинается подачей в схему сигнала «измерение. Этот сигнал открьшает ключи 10 и 18, подключает индикатор перемещение 21 к блоку 24 дискретной компенсации и, открывая электроуправляемый клапан /, подает давление под мембрану. На выходе индикатора появляется сигнал, ооответствующий отклонению мембраны вверх. Этот сигнал через ключ 23 воздействует на блок 24 дискретной компенсации, который включает двигатель 7 так, что он вращает гайку 6 в направлении опускания грузовой

штанги 5. Начинается опускание грузов 3 на грузовую тарелку 8 с одновременным отсчетом числа опущенных грузов с помощью датчика 9 через ключ 10 счетчиками 11 и 12. Опускание грузов продолжается до перекомпенсации силы давления. Появление на выходе индикатора 21 сигнала, соответствующего отклонению мембраны вниз, вызывает через блок 24 реверс двигателя 7. Как только последний опущенный, т. е. перекомпенсирующий груз поднимается, на выходе индикатора 21 появляется прежний сигнал отклонения мембраны вверх, который через блок 24 останавливает двигатель 7. Дискретная компенсация закончена. Одновременно с остановкой

двигателя 7 блок 24 дискретной компенсации подает управляющий сигнал на второй вход ключа 23. Выход индикатора 21 подключаегся к блоку 25 непрерывной компенсации, после чего выходной сигнал индикатора 21

включает двигатель 16 рычага, перемещающий груз ,14 в сторону увеличения компенсирующей силы. В процеосе движения г;руза число оборотов микрометрического винта 15 отсчитывается счетчиками 19 и 20 с помощью

датчика 17, (через открытый ключ 18.

По возвращении мембраны в нейтральное положение, двигатель 16 останавливаевдя. Блоки сигнализации 26 и 27 выдают сигналы компенсации. Таким образом, контролируемое давление изамеряется числом импульсов, отсчитанных счетчиками // и 19 (или ).