Импульсный измеритель скорости изменения давления Советский патент 1979 года по МПК G01L11/00 G08C19/16 

изобретение относите к обпаста Кбвтрольно-измфвпрепьиой техники.1 MsBiecteH импульсный изйерйтепь сксц рости изменения йавпеййя,;сбяёржайшй манрметрйчес1шй датчик pepettegja йайпеНИИ с эпёктрЬпневмокяапа й 1 ирёобразрэатепЬ ttepQMtcsDDteiiJfi мет браны и уЬтроЙство дифференййров шш ll|. близкий по те ричёйсрй сут ностн к изобретению йМйетсйзйу йул измеритель скорости йзмвйеайя. даалё агя, содержахдий манометрический датчик пере пада давлешя/ с электрбпневмоклй11а й с одновйбратйром упра(Пе1ШЯ, схему дгффёреяшфовавия я сглансивашя пупЬсбШЙ с коммутатором аааяоговогд сигяаяа, соеддненЁЕЫм со схемой управленце эяш троприводом клапана . Йедостатками известного измерителя являются низкая надежность и тонкость измерения. ие}1ью нзобретенид яёляется повыше ние надежности и точности измерения. Это достираётйзй тем, что в импульс- аом заспйе{)йтёлё eKJopobirat изменения дав пения, с;дД6 5йШём ШноглетрдЧесКий датчик перепада давденйя с эйектропневмо клапаном обну херсйя, преобразователь перемещения мембрань датчика в напрйгйешв, усТройсТЁо дифференцирования к сгяаЖшаШя пуй&сапззсй с коммутатором аналогового сигнала и одновибратор управления к выходу преобразова тепя перемеще- йкй пойклйчёнь поспёдовательйо вкпюЧешйий бпераоябйный усилитель с кв тЬйзсейкрй обратной свя;з ью, инвертор вмход1 й) сигнала, мультивибратор я дополнитбз1ьнь1й одйошбратор, быход Которого подкйючен к ехойу сброс одновибратора управйення, еоедйненного ймходоМ с йммутаТором аналогового сигЕЕада, причем выход операпяойвого згсйлителя соединен со встречно-паршшшшно включенными диодами инвертора выходного сигнала, выход которого яод&л|ьчеа к одной из. шив питания мультивибратора, к запуска|ю1дему входу одновибратора управления И К запускающему входу дополнительного о дно вибратора, а выход мультивибратора соединен с приводом электропневмоклапана. На фиг. 1 показан один из возможных вариантов выполнения импульсного измери теля; на фиг. 2 - йпюры напряжений, поясняющие его работу; на фиг. 3 представлены характеристики нуль-органа и инв тора. Импульсный измеритель скорости изменения давления содержит манометрический датчик 1 перепада давления с электропноэмоклапаном обнуления 2, преобразователь 3 перемещения мембраны датчика в напряжение, операционный усилитель 4 с нелинейной обратной , инвертор 5 со встречно-параллельно включенными диодами б, 7 и транзистором 8, автоКолеба тельный мультивибратор 9 на транзисторах 10, 11 с конденсатором 12, одно вибратор i3 с запускающим и сбрасывйюпшм.Г вЗсодами для управления коммутаторо м аналогового сигнала 14, одновибратор сброса 15 с запускающим входом, эйектрЬпривод 16 пневмоклапана оёнуйе ния, устройство диф ерендирования входюго сигнала 17, сглаживающий конденсатор 18, зарядный рёзИрТор 19, Ёыходно и усилитель 2 О, усилитель 21 эпектройрйвода пйевмокла пана обнуления. Работает описываемый импульсйый Й;ау1ерйтель следующим образом. Прейполоясим, что клапан обнуления 2 . закрыт Имежду полостями А, В датчика 1 перепада давления имеется постоянная разность давлений. При этом на выходе преобразователя 3 появляется линейно нарастающее нап)яжение Og , накло на которого к оси абсцисс пропорпионале скорости изменения давления (фиг. 2а). Нарастающее напряжение Ugx достигает значе ния Vn - порога срабатывания операнионно го усилит.еля 4 с нелинейной обратной связью характеристика которого изображена на фиг. За или на выходе инвертора фиг. 36 При этом на одной из шин питания мультийибратора 9 скачкообразно появится напряжение питания через диод 7 и закрытый транзистор 8 или через диод 6 (см. фиг. 26). Транзистор 11 окажется открытым. Начнется заряд конденсатора 12, транзистор 1О - закрыт. Формируется пауза длительностью Т/2 После заряда конденсатора 12 происходи опрокидывание схемы. Транзистор 11 за крывается, а транзистор 10 открывается формируется импульс tjsiT/jZ {фиг, 2в). Открывается клапан 2 с электроприводом 16. Давление между полостями А, Б датчика 1 выравнивается. Напряжение преобразователя 3 становится равным нулю (фиг. 2а). Напряжение на выходе операционного усилителя и инвертора 5 (фиг. 26) также становится равным нулю. Мультивибратор 9 прекращает работу. Импульс Ij закрывается. В момент прекращения импульса i происходит запуск , одновибратора сброса 15 (фиг. 2д). Запускающий импульс одновибратора сброса 15 изображен на фиг. 2г. Одновременно в момент срабатывания операционного усилителя 4 и начала формированИя паузы происходит запуск одновибратора управления 13 управляющего коммутатора аналогового сигнала 14, конт такт которого размыкается и отключает сглаживающий конденсатор 18 от источника входного сигнала на врбмя импульса tj. (фиг. 2е). . Запуск одновибратора управления 13 осущест хяется импульсом с в ыхода инвертора 5 (фиг. 26), а сброс - задним фронтом импульсов одновибратора сброса 15 (фиг. 2д).; Времй предварения . (фиг. 2в) необходимо для того, чтобыснять переходньге процессы по цепям питашй, вознйкающие при срабатывании клапана обнуления 2. Образованный таким образом входной сигнал Ug дифференцируется с помощью устройства дифферегширования 17 (фиг. 2ж) 1 заряжает через резистор 19 сглаживающий конденсатор 18. Во время форм1фования импульса I , когда контакт кОммугатора 14 разомкнут, сглаживающий конденсатор 18 разряжается через входное сопротивление выходного усилителя 20. При этом на выходе усилителя 20 в выходном напряжекии измерителя появляются пульсации Ujiy , величина которых зависит от длительности импульса ig. (фш. 2з). Чем короче импульс t тем пульсации меньще и кроме того мертвое время измерения . Таким образом, электропневмоклапан обнуления в описьюаемом измерителе находится значительно меньшее время под током, чем в известных устройствах аналогичного назначения, т.е. измеритель имеет более высокую надежность. Велкчнна пульсации выходного напряжения а опи|сываемом измерителе значительно умень56меяа в результате уменьшения времени импульсов 1 , t и введения времени предварения . Кроме того, существенно уменьшено и мертвое время регистрации . Все это повышает также и точность измерения. Формула изобретения Импульсный измеритель скорости изменения давления, содержащий манометрический датчик перепада давления с электропневмоклапаном обнуления, преобразователь перемещения мембраны датчика в напряжение, схему дифференцирования и сглаживания пульсаций с коммутатором аналогового сигнала и одновибратор управ ления, о тличающи йся т&л, ЧТО; с целью повышения надежности и точиости измерений, в нем к выходу преобразователя перемещения мембраны датчика в напряжение подключены прследовательио включенные операционный усилител С нелинейиой обратной связью первый выход которого соединен с входом инвер6тора выходного сигнала,/мультивибратор и дополнительный одновибратор, выход которого подключен к входу сброс одновибратора управления, соединенного выходом с коммутатором аналогчзвого сигнала, причем выход инвертора подключен к запускающему входу одновибратора управления, ко второму выходу упомянутого операционного усилителя и к одной из ишн питания мультивибратора, выход которого соединен с запускающим входом дополнительного одновибратора и приводом электропневмоклапйна обнуления манометрического датчика. Источшпси информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Воронин Г. П., Сафонов О. А. Измерительные преобразователи скорости изменения давлении. Энергия, М., 1974, с. 37-41. 2.Передовой научно-технический и производственный опыт. № 14-68-992/129 ГОСИНТИ, М., 1968. УДК 531.787: :551.508.4, О. А. Сафонов, Е. А. Вино- градов.. Измерение скорости изменения давления (прототип),

SonyeH Фаг.1 «