Устройство для измерения давления Советский патент 1982 года по МПК G01L11/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ {-t3MEPEF-lHH ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применегше ал5 автоматизации процесса функциональных испытаний .гицравлических исполнительных механизмов. Известно устройство для измерения дав;юния, содержащее датчик давления, со стоящий из тонкостенного цилинцрическоп разонатора, установленного в корпусе и снабженного системой возбуждения колеба ний резонатора, и измеритель периоца выходного сигнала tl. Недостатком датчика является его ог раниченный ресурс работы в условиях, когда время измерения значительно меньше времени нахождения датчика под нагрузкой. Другим недостатком датчика яв ляется его ограниченный, конструктивнь ми параметрами резонатора, диапазон из мерения. Наиболее близким к предлагаемому является датчик давления с частотным вь хойным сигналом, содержащий корпус, чув ствительный к давлению тонкостенный ферромагнитный резонатор, систему во буждения и объема сигнала, прнюм резонатор снабжен сильфонами, закрепленными по ко1ще резонатора, один из которых пос пружинен и coeaimeH с внутренней полсьстью резонатора 2. Недостатком данного устройства flfinsr ется невозможность поверки в процесса измерения начальной частоты оатчяка, что привош1т к дополнительным погрешностям нуля и чувствительности. Кроме того,в датчике не предусмотрена ра грузка от измеряемого параметра, на вре- мя между измерениями, когда отсутствует возможность отключения nooBoasnueft магистрали, что ограничивает его фушощональные возможности. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение точности измерения. Поставленная цель постигается тем, что в него введен электромагнитный клапан, од1т вход которого соединен с ai мосферой, а два других- соответств но с Енутрентшми nonocTsBviH резонатора и .вуорого-сида.фонаа эффективная площеиь которого вьзбрана больаю эффективной площади первого сильфона, 1фичем внут« ренн5гя ntarocib pesoHaiopa сообщена с подводом измеряемого давления, а по лосгь между резонаторами и корпусом герметазировава. На чертеже изображен датшк с измерительной схемой, разрез Датчик содержит корпус 1, ь кото- ром установлен т4Я1КостеНный цилиндриче ский ферромагнитный резонатор 2, при крепленный к корпусу I основанием 3 являющимся орновраменно штуцером для ввода иэмеряемсго давления внутрь резо натора. На одном кгжце резонатора уста новлен подпружиненный сильфш 4, внут ренняя полость которого сообщается с внутренней полостью резонатора. На конце резонатора установлен сильфон 5, который отделен от внутренней полости резонатора и атмосферы электрс агнитным клапаном 6,, причем в исходном состоянии клапана при обесточенной об- мотке управления открыт канал 7 и 8, При подаче тока в обмотку управления лапана остается открытым канал 8 ч 9 изолированный от внутренней полости ре зонатора и сообщающий внутреннюю полость сильфона с атмосферой. Работа кла пана осуществляется перемещением золот ника (не показан), установленного на штоке 10„ Ферромагнитный конец штока 10 установлен внутри стакана 11, явпя ющегося частью корпуса. На стакане установлена обмотка 12 управления Клапаном. В части 13 массивного основания резонатора по периметру просверлены сквозные отверстия 14, через которые полость 15 сообщается с полостью 16, причем указанные полости герметизйро- ваны и заполнены газом и сйразованы на ружной поверзшостью резонатора и внут ренней поверхностью корпуса. Для возбуждения колебаний резонатора предусмот рена электромагнитная система 17 сьема и возбуждения 18, установленные в корпусе и включенные в цепь усилителя 19( измерительной схемы соответственно на вход и выход с псмошью гермоввоцов 2О и 21. Для питания измерительной схемы предусмотрен источни 22 питания Устройство содержит также измерительНую схему, содержащую кроме усилителя 19 и источника 22 питания, триггер 23j ,управл5шщую схему 24, фильтр 25, преобравователь 26 уровня, коммутатор 27 на входы которого могут быть подалюче- ны другие датчики давления с выходными сигналами с f fi п делитель 28 частоты, схема 29 выделения импульсов, схЕма 30 выработки сигнала окончания измерения, схемы 31 совпадения, генератор 32, счетчик 33, регистр 34 данных. Устройство работает следующим образом. Схема 24 управления выдает сигнал на триггер 23, который включает источник 22 питания. Начальный импульс включения вызывает сигаал на входе уси лителя 19, который подается на электромагнитный возбудитель 18, вызывающий колебания резонатора 2, эти колебания воспринимаются электромагнитом 17 сьема и вновь подаются на вход усиш1ге- ля 19, таким образом в цепи усилителя 19 возникают незатухающие электрические колебания с частотой f . При включении источника 19 питания срабатывает электромагнитный клапан 6, вследствие подачи тока в обмотку 12 и втяпивания штока 10 с золотником и ферромагнитным наконечником в указанную обмотку, & результате открыт канал 8 и 9 и внутренняя полость сильфона 5 сообщается с атмосферой, при этом скльфон сжат ровно настолько, что давление в полостях 15 и 16 равно дервсяачальному давлению, при условии, что измерение происходит в начале диапазона . Сзоема 24управления с некоторой задержкой по отношению к сигна; включения питания выдает сигнал на Коммутатор 27, который подключает цепочку из фильтра 25и Преобразователя 26 уровня на вход делителя 28 частоты. Одновременно с этим схема 24 управления подает сиг нал на схему 29 выборки одного имп} льса из последшательности. На вход указанной схемы с выхода делителя 28 поступает последовательность импульсов, частота которых в целое число раз меньше частоты f соответствующего датчика . На.выхода схемы 29 формируется импульс кратный измеряемому периоду, который открывает схему 31 совпадения и пропускает на вход счетчика 33 счетные импульсы генератора 32. По окончании импульса со схемы 29 схема 30 выработки сигнала окончания измерения вырабатывает соответствующий сигнал, который поступает на выход устройства и на вход схемы 24 управления, одновременно схемы 24 вырабатывает сигнал переписи информации со счетчика 33 в регистр 34 данных,- С указанного регистра, после прихода сигнала со схемы 30.

жег быть считая результат измерения после чего регистр и счетчик обнуляются. По сигналу окончания измерения со схемы ЗО схема 24 управления вырабатывает сигнал, поступающий на триггер 23, который отключает источник питания усилителя 19 и обмотки 12 управления клапаном. При этом клапан возвращается в исходное поломсение, при котором канал 8 и 9 закрьюается, а канал 8 и 7 открывается, в результате чего измеряемая среда поступает в сильфон 5, который поа оейстЮ1ем давления увеличивает свой объем.

При этом разность давления внутри и снаружи резонатора равна нулю и резонатор при открытом канале 7 и 8 остается практически полностью разгружен, что позволяет продлить ресурс работы датчика, когда время измерения значительно меныие времени нахождения датчика под измер51емым давлением. Устройство позволяет также производить поверку начальной частоты датчика в прсцессе измерений. Для этого схема 24 управления при включенном источнике питания датчика 22 отключает обмотку 12 управления клапаном, и клапан по Канаду 8 и 9 соединяет внутреннюю полость сильфона 5 с атмосферой. При этом, как указывалось выше, ра нооть давлений на внутреннюю и наружную поверхность раина нулю и частота на выходе датчика равна начально, код которой записьтается в регистре 34 данных и используется для коррекции резул ; тата измерений.

Формула изобретения

Устройство, для яэмерепкя , содержащее корпус с установленным в нем тонкостенным цилиндрическим ферромагнитным резонатором, на концах которого зак- реп/кны сильфоны, один из которых подпружинен и соединен с внутренней полостью резонатора, систему возбуждения и съема ее колебаний и измерительную схему, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности, в него введен электромагнитный клапан, один вход Которого соединен с атмосферой, а два других - соответственно с внутренними полостями резонатора к второго на, эффективная площадь которого выбрана больше эффективной плоцади первого сильфша, причем внутренняя полость резонатора сообщена с подводом измеряемого давления, а полость между резонатфом и корпусом герметяасрована. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2,Авторское свидетельство СССР № 658416, кл. q 01 U 11/00, 1971.

И

П