CS254840B1

CS254840B1 - Membrane vacuometer connection

Info

Publication number: CS254840B1
Application number: CS861047A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Ambroz; Jiri Janda
Original assignee: Zdenek Ambroz; Jiri Janda
Priority date: 1986-02-17
Filing date: 1986-02-17
Publication date: 1988-02-15
Also published as: CS104786A1

Abstract

Zapojení sestává ze vstupních svorek (11, 12) pro připojení měřicích elektrod měrky vakuoměru, z měřiče (2) kapacity, bloku (3) analogové kompenzace, obvodu (4) pro kompenzaci výstupní veličiny, měřiče (5) teploty a výstupních svorek (13, 14» 15, 16) pro připojení nadřazeného počítače nebo displeje, vzájemně spojených podle obrázku. Zesílení měřiče (2) kapacity a~ měřiče (5) teploty postačí nastavit s přesností 10 až 20 55. Automatickou kalibraci vakuoměru lze zajistit jednoduchými prostředky.The wiring consists of input terminals (11, 12) for connecting the measuring electrodes gauge gauges, from capacity meter (2) block (3) analogue compensation, circuit (4) to compensate output variables, meters (5) temperature and output terminals (13, 14 » 15, 16) for connecting a parent computer or displays interconnected according to picture. Capacity meter (2) amplification and ~ temperature meters (5) can be set with precision 10 to 20 55. Auto Calibration The vacuum gauge can be provided by simple means.

Description

Vynález řeší zapojení membránového vakuoměru. e«uThe invention solves the connection of a membrane vacuum gauge. e «u

Membránový vakuoměr je ve své podstatě měřič kapacity. Kapacita se mění vlivem změny tlaku na pružnou membránu, pracující jako jeden polep měřícího kondenzátoru. Protože změny kapacity jsou velmi malé, je měřená kapacita funkcí nejen tlaku, ale i teploty. Vliv teploty je třeba vyloučit nebo alespoň potlačit a proto sě musí měrka vakuoměru teplotně kompenzovat bučí volbou vhodných materiálů nebo technologickým zpracováním nebo pomocí obvodů kompenzace v obvodu měřiče, případně doplněním měrky termostatem.The diaphragm vacuum gauge is essentially a capacity gauge. The capacity varies due to the pressure change on the flexible diaphragm, acting as a single label of the measuring capacitor. Because the capacity changes are very small, the measured capacity is a function of both pressure and temperature. The influence of temperature must be eliminated or at least suppressed and therefore the gauge of the vacuum gauge must be thermally compensated either by selecting suitable materials or by technological processing or by means of compensating circuits in the meter circuit, eventually by adding a thermostat to the gauge.

Doplnění měrky termostatem je účinný způsob odstranění vlivu teploty. Takto uzpůsobené měrky jsou však příliš drahé a měří přes ně jen při definované teplotě měrky, která bývá obvykle dosažena až po delší době od uvedení do činnosti. Proto se uvedený způsob používá pouze u vysoce přesných vakuoměrů, určených pro etalonová měření. Pro provozní vakuoměry není tento způsob vhodný.Filling the dipstick with a thermostat is an effective way of eliminating the effect of temperature. However, such gauges are too expensive and only measure at a defined gauge temperature, which is usually achieved only after a longer period of operation. Therefore, the method is used only for high precision vacuum gauges intended for standard measurements. This method is not suitable for operating vacuum gauges.

Běžně se využívá možnosti použít při výrobě měrky takové materiály a technologické postupy, aby kapacita měrky byla nezávislá na teplotě. Avšak pouze malému počtu výrobců se daří tímto způsobem dosáhnout přijatelných výsledků. Obvykle je tento způsob kombinován s kompenzací v obvodech měřiče kapacity. Tyto analogové kompenzace účinně potlačují vliv teploty na offset nuly, ale jsou málo účinné pro potlačení vlivu teploty na citlivost vakuoměru . Nastavení kompenzačních obvodů je velice pracné a časově náročné, zvláště pokud není měrka sama dobře kompenzována použitím vhodných materiálů a technologií. Navíc závislost výstupní veličiny na tlaku není lineární. 3e třeba přesně nastavovat nulu a zesílení vakuoměru.It is common practice to use materials and process techniques to make the gauge capacity independent of temperature. However, only a small number of manufacturers are able to achieve acceptable results in this way. Usually this method is combined with compensation in the capacitance meter circuits. These analog compensations effectively suppress the effect of temperature on the zero offset, but are less effective at suppressing the effect of temperature on the sensitivity of the vacuum gauge. Adjusting the compensating circuitry is very laborious and time consuming, especially if the dipstick itself is not well compensated using appropriate materials and technologies. Moreover, the dependence of the output quantity on the pressure is not linear. It is necessary to precisely adjust the zero and gain of the vacuum gauge.

254 840254 840

Popsané nevýhody odstraňuje zapojení membránového vakuoměru podle tohoto vynálezu. Sestává ze vstupních svorek, měřiče kapacity, bloku analogové kompenzace, obvodu pro kompenzaci výstupní veličiny, měřiče teploty a výstupních svorek. Jeho podstatou je, že první vstupní svorka je spojena s prvním vstupem měřiče kapacity a druhá vstupní svorka je spojena s druhým vstupem měřiče kapacity. První výstup měřiče kapacity je spojen s prvním vstupem bloku analogové kompenzace. Druhý výstup měřiče kapacity je spojen s třetím vstupem obvodu pro kompenzaci výstupní veličiny. Výstup měřiče teploty je spojen s druhým vstupem bloku analogové kompenzace a současně s druhým vstupem obvodu pro kompenzaci výstupní veličiny. Výstup bloku analogové kompenzace je spojen s prvním vstupem obvodu pro kompenzaci výstupní veličiny. První výstup obvodu pro kompenzaci výstupní veličiny je spojen s první výstupní svorkou. Hromadný druhý výstup obvodu pro kompenzaci výstupní veličiny je spojen s hromadnou druhou výstupní svorkou. Hromadný třetí výstup obvodu pro kompenzaci výstupní veličiny je spojen s hromadnou třetí výstupní svorkou. Čtvrtý výstup obvodu pro kompenzaci výstupní veličiny je spojen se čtvrtou výstupní svorkou.The described disadvantages are overcome by the wiring of a membrane vacuum meter according to the invention. It consists of input terminals, capacitance meter, analog compensation block, output variable compensation circuit, temperature meter and output terminals. Its essence is that the first input terminal is connected to the first input of the capacity meter and the second input terminal is connected to the second input of the capacity meter. The first capacity meter output is coupled to the first analog compensation block input. The second output of the capacity meter is connected to the third input of the output variable compensation circuit. The output of the temperature meter is connected to the second input of the analog compensation block and simultaneously to the second input of the output variable compensation circuit. The output of the analog compensation block is coupled to the first input of the output variable compensation circuit. The first output of the output variable compensation circuit is coupled to the first output terminal. The bulk second output of the output variable compensation circuit is coupled to the bulk second output terminal. The bulk third output of the output variable compensation circuit is coupled to the bulk third output terminal. The fourth output of the output variable compensation circuit is coupled to the fourth output terminal.

Výhodou tohoto zapojení je skutečnost, že není nutné přesně nastavit zesílení měřiče kapacity ani měřiče teploty, nýbrž plně postačí nastavení s přesností 10 až 20 %, ani není nutné nastavit přesně nulu. To je zvláši výhodné, protože právě v okolí nuly se nejvíce projevují chyby měření, působené rušením, brumy apod. Další výhodou je možnost jednoduchými prostředky zajistit automatickou kalibraci vakuoměru.The advantage of this connection is that it is not necessary to precisely adjust the gain of the capacity meter or the temperature meter, but a setting with an accuracy of 10 to 20% is not sufficient, nor is it necessary to set exactly zero. This is particularly advantageous because measurement errors caused by disturbances, hums, etc. are most apparent in the vicinity of zero.

Konkrétní příklad zapojení membránového vakuoměru podle tohoto vynálezu je znázorněn v blokovém schématu na přiloženém výkresu .A specific example of a diaphragm vacuum gauge according to the invention is shown in the block diagram of the attached drawing.

Zapojení sestává z první vstupní svorky 11, druhé vstupní svorky 12, měřiče 2 kapacity, bloku 2 analogové kompenzace, obvodu χ pro kompenzaci výstupní veličiny, měřiče 2 teploty, první vstupní svorky 22, hromadné druhé výstupní svorky 14·, hromadné třetí výstupní svorky 15 a čtvrté výstupní svorky 16. První vstupní svorka 11 je spojena s prvním vstupem 21 měřiče 2_ . kapacity. Druhá vstupní svorka 12 je spojena s druhým vstupem 22 měřiče 2 kapacity. První výstup 23 měřiče 2 kapacity je spojen s prvním vstupem 31 bloku 2 analogové kompenzace. Druhý výstup 24 měřiče 2.The wiring consists of the first input terminal 11, the second input terminal 12, the capacity meter 2, the analog compensation block 2, the output quantity compensation circuit χ, the temperature meter 2, the first input terminals 22, the collective second output terminals 14 ·, the collective third output terminals 15 and fourth output terminals 16. The first input terminal 11 is coupled to the first input 21 of the meter 2. capacity. The second input terminal 12 is connected to the second input 22 of the capacity meter 2. The first output 23 of the capacity meter 2 is connected to the first input 31 of the analog compensation block 2. Second output 24 of meter 2.

254 840 kapacity je spojen s třetím vstupem 43 obvodu 2 pro kompenzaci výstupní veličiny. Výstup 51 měřiče 2 teploty je spojen s druhým vstupem 32 bloku 2 analogové kompenzace a současně s druhým vstupem 42 obvodu 2 pro kompenzaci výstupní veličiny. Výstup 33 bloku 2 analogové kompenzace je spojen s prvním vstupem 41 obvodu 2 P^r0kompenzaci výstupní veličiny. První výstup 44 obvodu 2 P^ro kompenzaci výstupní veličiny je spojen s první výstupní svorkou 22· Hromadný druhý výstup 45 obvodu 2 pro kompenzaci výstupní veličiny je spojen s hromadnou druhou výstupní svorkou 14. Hromadný třetí výstup 46 obvodu 2 P^ro kompenzaci výstupní veličiny je spojen s hromadnou třetí výstupní svorkou 22· Čtvrtý výstup 47 obvodu 2 pro kompenzaci výstupní veličiny je spojen se čtvrtou výstupní svorkou 16.The capacitance 254 840 is coupled to the third input 43 of the output variable compensation circuit 2. The output 51 of the temperature meter 2 is connected to the second input 32 of the analog compensation block 2 and simultaneously to the second input 42 of the output variable compensation circuit 2. The output 33 of the analog compensation block 2 is coupled to the first input 41 of the output quantity compensation circuit ^2Pr0 . The first output 44 of the circuit 2 P ^ro compensation output variable is connected to the first output terminal 22 · Mass second output 45 of the circuit 2 for compensating the output variable is associated with a public second output terminal 14 Bulk third output 46 of the circuit 2 P ^ro compensation output variable is associated The fourth output 47 of the output variable compensation circuit 2 is coupled to the fourth output terminal 16.

Na první vstupní svorku 11 a na druhou vstupní svorku 12 jsou připojeny měřící elektrody měrky vakuoměru. Diference kapacity na prvním vstupu 21 měřiče 2 kapacity a druhém vstupu 22 měřiče 2 kapacity je měřičem 2 kapacity převedena na analogový signál, vydávaný na prvním výstupu 23 měřiče 2 kapacity. Tento signál je přiveden na první vstup 31 bloku 2 analogové kompenzace. Na druhý vstup 32 bloku 2 analogové kompenzace je přiveden analogový signál z výstupu 51 měřiče 2 teploty. S ohledem na další zpracování signálu v obvodu 2 P^ro kompenzaci výstupní veličiny je přitom vhodné, aby teplotní závislost výstupního signálu z bloku 2 analogové kompenzace měla stále stejný smysl (znaménko) nebo byla nejvýše nulová. Z výstupu 33 bloku 2 analogové kompenzace je analogový signál, nesoucí informaci o tlaku, přiveden na první vstup 41 obvodu 2 pro kompenzaci výstupní veličiny. Analogový signál, nesoucí informaci o teplotě, je přiveden také na druhý vstup 42 obvodu 2 pro kompenzaci výstupní veličiny. Na druhém výstupu 24 měřiče 2 kapacity je generován signál o zkratu membrány měrky.To the first input terminal 11 and to the second input terminal 12, the measuring electrodes of the vacuum gauge gauge are connected. The capacity difference at the first input of the capacity meter 2 and the second input 22 of the capacity meter 2 is converted by the capacity meter 2 into an analog signal outputted at the first output 23 of the capacity meter 2. This signal is applied to the first input 31 of the analog compensation block 2. An analog signal from the output 51 of the temperature meter 2 is applied to the second input 32 of the analog compensation block 2. With respect to another signal processing circuit 2 P ^ro compensation output variable is thereby suitable that the temperature dependence of the output signal from the analog compensation block 2 still had the same sense (sign), a maximum or zero. From the output 33 of the analog compensation block 2, an analog signal carrying pressure information is applied to the first input 41 of the output variable compensation circuit 2. An analog signal carrying temperature information is also applied to the second input 42 of the output variable compensation circuit 2. At the second output 24 of the capacity meter 2, a shorting signal of the dipstick diaphragm is generated.

Oba uvedené vstupní signály jsou obvodem 2 pro kompenzaci výstupní veličiny převedeny na číslo a výpočtem nebo porovnáním s hodnotami, uloženými předem v paměti, obvod 2 P^ro kompenzaci vy stupni veličiny generuje na hromadném druhém výstupu 45 obvodu 2 pro kompenzaci výstupní veličiny a tím i na hromadné druhé výstupní svorce 14 logický signál, jehož platnost je potvrzena logickým signálem na prvním výstupu 44 obvodu 2 P^ro kompenzaci výstupní ve ličiny a tím i logickým signálem na první výstupní svorce 13.. Na hromadný třetí výstup 46 obvodu 2 P^ro kompenzaci výstupní veličí4Both input signals are circuit 2 for compensating the output values converted to the number and calculation or by reference to values stored in advance in the memory circuit 2 P ^ro compensation in output variables generates a bulk second output 45 of the circuit 2 for compensating the output variables and hence the multiple second output terminal 14 of the logic signal whose validity is confirmed by the logic signal on the first output 44 of the circuit 2 P ^ro compensation output in Ličina and thus logic signal at output terminal 13 .. bulk third output 46 of the circuit 2 P ^ro compensation output veličí4

254 840 ny a tím i na hromadnou třetí výstupní svorku 15 jsou obvodem 4 pro kompenzaci výstupní veličiny generovány logické signály, udávající měřicí rozsah, překročení mezních hodnot, zkrat membrány atd. Hromadná druhá výstupní svorka 14 a hromadná třetí výstupní svorka 15 spolu s první výstupní svorkou 13 slouží buá k připojení. nadřazeného počítače nebo displeje, resp. dalších zařízení.254 840 ny and thus to the collective third output terminal 15, logic signals are generated by the output quantity compensation circuit 4 indicating the measuring range, the limit values exceeded, the diaphragm short circuit, etc. Multiple second output terminal 14 and the bulk third output terminal 15 together with the first output terminal 13 serves for connection. the parent computer or display, respectively. other devices.

Obvod £ pro kompenzaci výstupní veličiny rovněž převede hodnotu výstupní veličiny svým vnitřním D/A převodníkem na analogovou hodnotu, která se objeví na čtvrtém výstupu 47 obvodu £ pro kompenzaci výstupní veličiny a tím i na čtvrté výstupní svorce 16.The output variable compensation circuit 6 also converts the output variable value by its internal D / A converter to an analog value that appears on the fourth output 47 of the output variable compensation circuit 8 and hence on the fourth output terminal 16.

Claims

Diaphragm vacuum gauge wiring consisting of input terminals, capacitance meter, analog compensation block, output variable compensation circuit, temperature meter and output terminals, characterized in that the first input terminal (11) is connected to the first input (21) of the meter (2) the second input terminal (12) is connected to the second input (22) of the capacity meter (2), the first output (23) of the capacity meter (2) is connected to the first input (31) of the analog compensation block (3), the second the output (24) of the capacity meter (2) is connected to a third input (43) of the output quantity compensation circuit (4), the output (51) of the temperature meter (5) is connected to a second input (32) of the analog compensation block (3); at the same time as the second input (42) of the output variable compensation circuit (4), the output (33) of the analog compensation block (3) is coupled to the first input (41) of the output variable compensation circuit (4); 4) to compensate the output The output variable is connected to the first output terminal (13), the collective second output (45) of the output compensation circuit (4) is connected to the collective second output terminal (14), the collective third output (46) of the output compensation circuit (4) the fourth output terminal (47) of the output variable compensation circuit (4) is connected to the fourth output terminal (16).