Измеритель давления Советский патент 1982 года по МПК G01L7/06 

(З) ИЗМЕРИТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ

I

Изобретение относится к прибо ростроению и может быть использовано для измерения давления.

Известны измерители давления, содержащие рейтерный груз с приводом для его перемещения по измерительному плечу рычага силокомпенсатора и отсчетное устройство для определения положения рейтерного груза при равенстве измеряемого усилия, созданного силокомпенсатором Cl Наиболее близким к предлагаемому является измеритель давления, содержащий два рейтерных механизма и рычаг с двумя направляющими для грузов.

В известном устройстве непрерывность процесса измерения обеспечивается тем, что рейтерные грузы перемещаются в противоположных направлениях, при этом один из грузов перемещается по рычагу и развивает компенсационное усилие, а второй пе ремещается в обратном направлении

по направляющим, не связанным с рычагом, и усилия компенсации не создает.

В конце диапазона измерения, прки навешивании (или снятии) диапазонного груза (т.е. при переходе на другой диапазон) один из рейтерных грузов, находящийся на одном конце рычага, снимается, а на рычаг устанавливается груз, находящийся на другом конце рычага. ,.

Известное устройство содержит два рейтерных механизма с поводками и приводами, механизм наложения диапазонных грузов, механизм наложения рейтерных грузов, два отсчетных устройства, связанных каждый со своим приводом, механизм переключения отсчетных устройств (отсчитывают показания по отсчетному устройству, связанного с приводом рейтерного груза, который перемещается по рычагу) и нуль-индикатор, с помощью которого определяется нулевое (равновесное) положение рычага{Д. Недрстатками известного устройст являются: сложность, обусловленная наличием двух механизмов наложения грузов (диапазонных и рейтерных), а также устройств, управляющих этими операциями, что приводит в конечном итоге к снижению надежности прибора наличие дополнительных погрешностей обусловленных тем, что при измерениях на всех диапазонах используются одни и те же рейтерные грузы, хотя эффективная площадь упругого чувствительного элемента несколько изменяется. При высоких точностях измерения это обстоятельство имеет существенное значение; некоторое не удобство отсчитывания показания при бора, обусловленное наличием двух отсчетных устройств, по каждому из которых определяют разность между значениями начала поддиапазона и из меряемой величины, что требует даль нейшей обработки результата измерения., Цель изобретения - повышение надежности прибора за счет существенного упрощения конструкции и пов шение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что измеритель давления снабже механизмом суммирования перемещений рейтерных грузов, кинематически свя зывающим рейтерные механизмы, выход механизма суммирования соединен с о счетным устройством, а рейтерные ме ханизмы подключены к механизму сумм рования через переключатель. При этом исключается процесс наложения диапазонных и рейтерных гру зов и, более того, отсутствуют сами диапазонные грузы, а их функцию выполняют рейтерные грузы. Конструктивно это достригается тем, что рейтерные грузы после перемещения до положения, соответствующего концу поддиапазона, не сни маются с рычага, а остаются на нем и дальнейшее увеличение (или уменьшение) .компенсационного усилия дос тигается перемещением следующего (2-го, и т.д.) рейтерного груза с помощью переключателя ходовых винтов, при этом перемещение рейтерных грузов суммируются, а к выходу суммирующего устройства (например, механического дифференциала) подсоединено отсчетное устрой9 , показания которого соответствуют измеряемой величине. Повышение точности измерения достигается тем, что масса каждого рейтерного груза определяется при градуировке в том поддиапазоне, в котором он работает, поэтому чувствительность прибора во всех поддиапазонах остается постоянной (заданной) На чертеже изображена схема предлагаемого устройства. Коромысло 1 представляет собой неравноплечий рычаг на опоре 2. К малому плечу рычага подсоединен вакуумированный сильфон 3, а к боль- , шому плечу, на таком же расстоянии от оси вращения, подсоединен сильфон k, во внутреннюю полость которого подается измеряемое давление Большое плечо рычага имеет две (по числу грузов) направляющие 5 и 6., по которым перемещаются рейтерные грузы 7 и 8 при помощи кареток, приводимых в движение ходовыми винтами 9 и 10 соответственно. На каждом ходовом винте закреплены зубчатые колеса 11 и.12, входящие в зацепление с солнечными крлесами дифференциала 13, обойма 1 которого кинематически связана через редуктор 15 с отсчетным устройством 16. Нулевое положение коромысла 1 контролируется нуль-индикатором 17, выходной сигнал которого через усилитель 18 подается на управляющую обмотку электродвигателя 19, кинематически связанного с обоймой дифференциала И. Переключение ходовых винтов осуществляется при помощи переключателя, состоящего из двух механических стопоров 20 и 21, поочередно тормозящих солнечные колеса дифференциала, или зубчатые колеса (11 или 12). Устройство работает следующим образом. При некотором начальном значении абсолютного давления разность сил, развиваемых сильфонами, равна силе компенсации, создаваемой совместным действием.грузов 7 и 8. .При увеличении давления Рдбс. мысло отклоняется от положения .равновесия .и на выходе н уль-индикатора появляется сигнал расссглпсования, который после усиления усилителем 18 подается на управляющую обмотку электродвигателя 19, при этом нами5нает вращаться ходовой винт 9 и рейтерный груз 7 перемещается на рассто яние, при котором вновь восстанавливается равновесие коромысла. Это перемещение через дифференциал Д и редуктор Р передается на отсчетное устройство, показания которого изменяются на величину, соответствующую изменению значения измеряемого давления. Так как начальное значение показаний отсчетного устройства соот ветствует начальному значению измеряемого.давления, то после изменения показаний оно соответствует текущему значению измеряемого давления. После того, когда груз 7 в процессе измерений занимает предельное положение, соответствующее максималь ному создаваемой силы компенсации, переключатель включает стопор 20, ко торый тормозит зубчатое колесо 11 и выключает стопор 21, освобождая таким образом зубчатое колесо 12, после чего при дальнейшем увеличении измеряемого давления.начинает перемещаться груз 8 вследствие передачи вращения от двигателя на ходовой винт 10. Показания отсчетнрго устройства при этом изменяются причем результирующее изменение показаний соответствует сумме перемещений обоих грузов, т.е. показания отсчетного устройства в момент равновесия всегда соответствуют значению У 3меряемог9 давления. Как видно из чертежа, каждый гру работает только в своем поддиапазон Если изменение эффективных площадей сильфонов приводит к изменению воздействующих сил, то путей коррекции массы груза следующего поддиапазона можно компенсировать (т.е. исключит погрешность показаний устройства. 9 Для этого необходимо выполнить условие: отношение масс грузов первого и второго поддиапазонов должно быть равно отношению чувствйтельности устройства в этих поддиапазонах с одним и тем же грузом, или что то же самое, отношению эффективных пло:Щадей сильфонов. Это условие выполняется автоматически при градуировке п(эибора по поддиапазонам. Технико-экономический эффект предлагаемого изобретения обусловлен повышением точности и надежности устройства , что позволяет улучшить метрологическое обеспечение раЬот в области измерения давления. Формула изобретения Измеритель давления, содержащий чувствительный элемент, связанный с рейтерными механизмами с грузами и приводом, нуль-индикатор рейтерного механизма и отсчетное устройство, отличающ ийся тем, что, с целью повышения надежности и точности , он снабжен механизмом суммирования перемещений рейтерных грузов, кинематически связывающим рейтерные механизмы, выход механизма суммирования соединен с отсчетным устройством, а рейтерные механизмы подключены к механизму суммирования через переключатель. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР If 156726, кл. G 01 L 9/10, 1962. 2.Авторское свидетельство СССР If 588it77, кл. G 01 L 7/06, 1975 (прототип).

«м

rvrxrv

. ЛУЛ/V

xrxrc