Теплоэлектрический манометр Советский патент 1975 года по МПК G01L21/10 

1

Изобретение может быть использовано для измереиия низких давлений.

Известный теилоэлектрический манометр, содержащий термоконденсатор, включенньп в из.мерительиую схему, блок иитания и регистрируюпдее устройство, обладает невысокой точностью вследствие резко нелинейной зависимости выходного нанряжекия мостовой схемы при зпачительиы.х (в несколько раз) измеиениях емкости термокоиденсатора.

Кроме того, этот манометр с активны.м элементом обладает зиачительной инерционностью и иевысокой чувствительностью в обл.чсти низких (иорядка мм рт. ст.) давлений, так как подогрев его производится косвенным образом через промежуток с разря/кепным газом, имеющим низкую теилопроводпость.

Для расширения диапазона измерений, повышения точносги и спижения инериионности в иредлагаемо.м манометре термоконденсатор выполнен е прямым подогревом в виде диска с запрессованным нагревателем, например металлической сииралыо, при этом термокоиденсатор включен иоследовательно иереходу эмиттер-база транзистора, а параллельно этому нереходу подсоединен диод в обратной полярности.

На фиг. 1 представлена принципиальная схе.ма описываемого манометра; на фиг. 2 - тер.моконденсатор.

Тенлоэлектрический манометр содерн ит термоконденеатор 1, включенный в измерительную схему 2, состоящую из генератора 3 высокочастотного напряжения, транзистора 4, параллельно иереходу эмиттер-база которого включен днод 5, а последовательно с ними- емкость термоконденсатора 1. В коллекторную цепь транзистора 4 включен резистор б и емкость 7 cjjiKibTpa. Для установки тока через нагреватель 8 термоконденсатора 1 служит переменный 9. К коллектору транзистора 4 подключено регистрирующее устройство 10, для установки нулевого положения которого предусмотрен переменный резистор 11. Питание схемы обесиечивает блок 12.

Термоконденсатор вынолнен в виде сегиетокерамического диска 13 с запрессованными в него нагревателем, например металлической спиралью 14. На поверхностп диска 13 методо.м вжигания или другим способом нанесены электроды 15, между которыми замеряется ел1кость термоконденсатора 1. Днск 13 вмонтирован в баллон 16.

Теплоэлектрическпй манометр работает следующим образом.

При атмосферном давлении с помощью переменного резистора 9 устанавливают иачальный ток через подогреватель 8 термоконденсатора 1, а иеременным резистором 11 выводят регистрирующее устройство на нулевое пока3

зание. Ток через емкость термокондеисатора 1 определяется выражением

/с b wC-cos ш1

где Lm - амплитуда источника переменпого

напряжения - генератора 3; (О - круговая частота; С - емкость термоконденсатора; t - время.

В случае последовательного включения емкости термокондеисатора 1 и перехода эмиттер-база транзистора 4 ток через него во время положительного полупериода пропорционален величине емкости термокондепсатора 1. При этом термоконденсатор 1 заряжается, а во время отрицательного полупериода - разряжается через диод 5. Коллекторый ток транзистора 4 определяется выражением 1к 1эа, а напряжение на нагрузке jRn с учетом сглаживания пульсаций конденсатором 7 выражепием

-f-mU -C-a.

и,

где а - коэффициент усиления;

гэ - ток эмиттера. Для схемы с общей базой ах

следовательно

f;;j.,r--:fi.C

Т. е. выходное напряжение пропорционально

4 емкости термоконденсатора 1 и

величине

5 ;,„-ш.

Термоконденсатор 1 подключается к испытываемой установке, давление которой измеряют. Изменение давления в установке приводит к изменению емкости термоконденсатора 1, которое преобразуется измерительной схемой в постоянное напряжение. Линейность выходного напряжения определяется отношением максимального и минимального токов транзистора 4 и сохраняется в схеме при изменении емкости термоконденсатора I более чем в 50 раз.

Фо р м у л а изобретения

Теплоэлектрический .манометр, содержащий сегнетокерамический термоконденсатор, генератор высокочастотного напряжения, усилительный каскад на транзисторе, блок питания и регистрирующее устройство, отличающийся тем, что, с целью инерционности, повыщения точности и расщирепия диапазона измерения, термоконденсатор выполнен в виде диска с запрессованным нагревателем, например металлической спиралью, и включен последовательно переходу эмиттер- база транзистора, а параллельно этому переходу подсоедипен диод в обратной полярности.