ВАКУУММЕТР Советский патент 1974 года по МПК G01L21/12 

1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к теилоэлектрическп.м вакуумметрам, и может быть использовано при измерении низких давлений.

Известные вакууметры, содержащие теплоэлектрический преобразователь, работающий в режиме постоянной температуры питп, включенный в измерительный мост, усилитель переменного наиряжения разбалаиса моста, связанный с генератором, выходное напряжение которого служит для питания моста, и регистрирующий прибор с выпрямителем па входе, обладают недостаточной точностью измерения давления на краях диапазона. Это связано с наличием выпрямителя, например диода, вольт-амиерная характеристика которого нелинейна и изменяется от температуры.

Целью изобретения является повышение точиости измерения давления.

Это достигается тем, что вакуумметр снабжен включенными последовательио компаратором напряжения, выполненным, например, но диодно-регенеративной схеме, и иитегрирующим звеном, например, в виде RC-цепи, при этом вход компаратора нодсоединен к измерительной диагонали моста, а выход интегрирующего звена через усилитель мощности подключен к регистрирующему ирибору.

С целью уменьшения пульсаций напряжения на входе регистрирующего прибора, вакуумметр снабжен соединенными последовательно вторым интегрирующим звеном, дополнительным усилителем моод.ности и конденсатором, при этом один из входов комиаратора нодключен к конденсатору, а его выход - к входу второго интегрирующего звена, постоянная времепи которого меньше, чем у иервого. На чертеже изображена принципиальиая схе.ма вакуу.мметра.

Вакуумметр состоит из мостовой схемы 1, в илечо KOTOpoii включен теплоэлектрический манометрический преобразователь 2, компаратора напряжения 3, выполненного, например, по балансной диодно-регенеративной схеме.

служащего для фиксации величииы и знака наиряжения разба танса мостовой схемы 1, интегрируюи, RC-цепи 4, включенно) между выходом компаратора напряжения 3 и входом усилителя мощиости 5, служащего для иодачи

питапия на мостовую схему регистрирующего прибора 6 дополнительной интегрирующей RC-цепи 7. подключенной к выходу компаратора напряжения 3 и связанно через усилитель мощности 8 и конденсатор 9 с одним из

входов компаратора напряжения 3.

При иеизмеином давлении в вакуумной системе, к которой подключен теплоэлектрический маиометрический преобразователь 2, наирял енпе питания мостовой схемы 1 имеет

определениую величину, зависящую от давлеПИЯ. Мостовая схема находится на границе баланса. Точность поддержания баланса определяется чувствительностью комнаратора нанряжения 3, который реагирует как на величину нанряжения разбаланса, так и на его зпак. Так, например, нри увеличении напряжения ьитання мостовой схемы 1 увеличивается сопротивление нити термоэлектрического манометрического преобразователя 2, что нриводит к появлению разбаланса мостовой схемы 1. При достижении разбаланса величины чувствительности комнаратора напряжения 3 последний изменяет свое состояние так, что на его выходе возникает низкий уровень напряжения. Напряжение на выходе интегрирующей RC-цепи 4 начинает падать, а следовательно, начинает уменьшаться напряжение питания мостовой схемы 1, что приводит к уменьшению тока, протекаюш.его через термоэлектрический манометрический преобразователь 2, и, в конечном итоге, его сонротивления. Выходное напряжение компаратора напряжепия 3 будет иметь низкий уровень до тех пор, пока нанряжение разбаланса не изменит свой знак и не достигнет порога срабатывания компаратора нанряжения по нижнему уровню. После нового срабатывания комнаратора нанряжения 3, которое происхОлДит из-за уменьшения сопротпвления ннти преобразователя 2, на его выходе устанавливается высокий уровень и нанряжение питания мостовой схемы 1 начинает увеличиваться с постоянной времени интегрирующей RC-цепи 4.

Таким образом, компаратор нанряжения 3 будет следить за разбалансом мостовой схемы 1, не давая уйти ему за пределы, онределяемые его чувствительностью, и поддерживать сопротивление нити термоэлектрического преобразователя 2 неизменным.

Работа вакуумметра протекает аналогичным образом и при изменении давления. При этом только изм:еняется энергия, необходимая для поддержания сопротивления нити преобразователя 2 неизменным, т. е. нанряжения питания мостовой схемы 1, которое является мерой давления в исследуемой вакуумной системе.

Отсчет давления производится но градуировочной кривой, снятой для используемого тенлоэлектрического манометрического преобразователя 2 при помощи образцового вакуумметра.

Работа вакуумметра нри подключении донолнительной интегрирующей RC-цени 7, усилителя мощности 8 и конденсатора 9 протекает следующим образом.

Так как постоянная времени донолнительной интегрирующей RC-цепи 7 меньще, чем у интегрирующей RC-цени 4, то крутизна нарастания нанряжения на выходе дополнитель5 ной интегрирующей RC-цепи 7 после срабатывания компаратора нанряжения 3 будет выше, чем на выходе интегрирующей RC-цепи 4. Напряжение на выходе интегрирующей

0 RC-цени 7 содержит постоянную и неременную составляющие. Конденсатор 9 пропускает только переменную составляющую данного нанряжения, которая поступает на вход компаратора напряжения 3 и, накладываясь на постоянную составляющую питания мостовой схемы 1, заставляет компаратор напряжения 3 чаще перебрасываться из одного состояния в другое, т. е. частота пульсаций на входе интегрнрующей RC-цепи 4 увеличивается. Вследствие этого величина пульсаций на выходе интегрирующей RC-цепи 4 и на входе регистрирующего прибора 6 будет меньше, чем в случае без использования дополнительной интегрирующей RC-цепи 7, усилителя мощно5 сти 8 и конденсатора 9.

Это особенно важно при использовании цифрового регистрирующего прибора.

предмет изобретения

1.Вакуумметр, содержащий теплоэлектрический манометрический преобразователь, работающий в режиме ностоянной температуры нити, включенный в измерительный мост, усилитель мощности питания моста и регистрирующий прибор, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности, он снабжен включеннымн последовательно компаратором напряжения, выполненным, ианример, но балансной диодно-регенеративной схеме, и интегрирующим звеном, например, в виде RC-цени, при этом вход компаратора напряжения подсоединен к измерительной диагонали моста, а выход интегрирующего звена через усилитель

мощности подключен к регистрирующему прибору.

2.Вакуумметр по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения пульсаций напряжения на входе регистрирующего прибора,

он снабжен соединенными последовательно вторым интегрирующим звеном, дополнительным усилителем мощности и конденсатором, при этом один из входов компаратора напряжения подключен к конденсатору, а его выход - к входу второго интегрирующего звена, ностоянная времени которого меньше, чем у первого.

+