CS265619B1 - Piraniho vakuomér s potlačením vlivu parazitních odporů - Google Patents

Abstract

Je tvořen Piraniho měrkou v můstkovém zapojení. Podstatou řešeni je, že měřicí můstek, který je vytvořen v pouzdře vlákna Piraniho měrky má napájecí přívody měřicího můstku provedeny oddělené od jeho měřicích přívodů, přičemž napájecí přívody jsou spojeny s výstupy operačního zesilovače, řízeného napětím v diagonále měřicího můstku, zatímco měřici přívody měřicího můstku jsou připojeny ke vstupům diferenčního zesilovače, k jehož výstupu je připojen vyhodnocovací obvod. Řešení lze s výhodou využít zejména pro snímání tlaku při možnosti použiti delšího propojovacího kabelu mezi Piraniho měrkou a elektronikou vakuoměru, ale i v případě použití kratších kabelů přo zvýšení přesnosti, stability a spolehlivosti měření.

Description

Vynález se týká Piraniho vakuoměru s potlačením vlivu parazitních odporů, tvořeného měřicím můstkem, v němž jsou v uvedeném pořadí sériově do uzavřeného řetězce zapojeny vlákno Piraniho měrky, první referenční rezistor, druhý referenční rezistor a sériové zapojení kompenzačního rezistoru s teplotně závislým rezistorem, kde společná svorka prvního referenčního rezistoru a druhého referenčního rezistoru je spojena s neinvestujícím vstupem operačního zesilovače, zatímco společná svorka vlákna Piraniho měrky a sériového zapojeni kompenzačního rezistoru S teplotně závislým rezistorem je spojena s invertujícím vstupem operačního zesilovače .

Pro měření tlaku pomocí Piraniho měrky se v současné době obvykle používá zapojení, v němž vlákno Piraniho měrky pracuje v režimu s konstantní teplotou, kdy je vlákno Piraniho měrky zapojeno v teplotně kompenzovaném můstkovém zapojení. Vnější obvody pak zajištují nulové napětí v diagonále měřicího můstku změnou napájecího napětí měřicího můstku a tím i konstantní teplotu vlákna měrky.

Nevýhody tohoto zapojení spočívají především v tom, že součásti napájených měřicích větví můstku jsou i propojovací kabel a konektory, jejichž přechodové odpory, časová teplotní nestálost vedou k nižší stabilitě, nižší přesnosti a spolehlivosti měření, což prakticky vylučuje možnost použiti delšího propojovacího kabelu mezi vakuovou měrkou a panelem s elektronikou.

Uvedené nevýhody dosavadního stavu do značné míry odstraňuje Piraniho vakuoměr s potlačením vlivu parazitních odporů, tvořený v pouzdře vlákna Piraniho měrky uloženým měřicím můstkem, v němž jsou v uvedeném pořadí sériově do uzavřeného řetězce zapojeny vlákno Piraniho měrky, první referenční rezistor, druhý referenční rezistor a sériové zapojení kompenzačního rezistoru s teplotně závislým rezistorem, kde společná svorka prvního referenčního rezistoru a druhého referenčního rezistoru je spojena s neinvertujícím vstupem operačního zesilovače, zatímco společná svorka vlákna Piraniho měrky a sériového zapojení kompenzačního rezistoru s teplotně závislým rezistorem je spojena s invertujícím vstupem operačního zesilovače podle vynálezu, jehož podstatou je, že u měřicího můstku je společná svorka druhého referenčního rezistoru sériového zapojeni kompenzačního rezistoru s teplotně závislým rezistorem oddělenými vodiči spojena s první výstupní svorkou operačního zesilovače a s neinvertujícím vstupem diferenčního zesilovače, zatímco společná svorka vlákna Piraniho měrky a prvního referenčního rezistoru je oddělenými vodiči spojena s druhou výstupní svorkou operačního zesilovače a s invertujícím vstupem diferenčního zesilovače, mezi jehož první a druhou výstupní svorku je připojen vyhodnocovací obvod. Výhodné přitom je, jestliže druhé výstupní svorky operačního zesilovače a diferenčního zesilovače jsou navzájem propojené.

Výhody Piraniho vakuoměru podle vynálezu spočívají především v tom, že umožňuje dálkové snímáni tlaku s prakticky neomezenou délkou propojovacího kabelu a v minimalizaci vlivu přechodových odporů konektorů na přesnost, stabilitu a spolehlivost měření.

Vynález bude dále podrobněji popsán podle přiloženého výkresu, na němž je znázorněno schéma zapojení příkladného provedení Piraniho vakuoměru podle vynálezu.

Piraniho vakuoměr podle vynálezu je v příkladném provedení tvořen měřicím můstkem _1, uspořádaným v pouzdře vlákna 2. Piraniho měrky, a k měřicímu můstku 2 připojeným operačním zesilovačem 3 a diferenčním zesilovačem A s vyhodnocovacím obvodem 5. Měřicí můstek 2 sestává z prvního referenčního rezistoru 6, druhého referenčního rezistoru 2» kompenzačního rezistoru 2, tepelně závislého rezistoru 9 a vlákna 2 Piraniho měrky, které jsou v uvedeném pořadí sériově zapojeny do uzavřeného řetězce. Společná svorka prvního referenčního rezistoru 6 a druhého referenčního rezistoru 2 je spojena s neinvertujícím vstupem operačního zesilovače 2, zatímco společná svorka vlákna 2 Piraniho měrky a teplotně závislého rezistoru 9 je spojena s invertujícím vstupem operačního zesilovače 2· Společná svorka druhého referenčního rezistoru ]_ a kompenzačního rezistoru 2 je spojena oddělenými vodič s první výstupní svorkou operačního zesilovače 2 ^{a s} neinvertujícím vstupem diferenčního zesilovače 2· Společná svorka vlákna 2 Piraniho měrky a prvního referenčního rezistoru 2 je oddělenými vodiči spojena s druhou výstupní svorkou operačního zesilovače 2 ^{a s} invertujícím vstupem diferenčního zesilovače _4* Mezi první a druhou výstupní svorku diferenčního zesilovače 2 3^e P^ak zapojen vyhodnocovací obvod 2· ^v jednom výhodném provedení jsou druhé výstupní svorky operačního zesilovače 2 ^u diferenčního zesilovače 2 navzájem propojeny.

V činnosti Piraniho vakuoměru podle vynálezu je měřicí můstek 2 napájen z výstupu operačního zesilovače 2· Operační zesilovač 2 j^e řízen napětím ze středů ramen měřicího můstku 2, které je přiváděno mezi jeho invertující a neinvertující vstup, přičemž výstupní proud operačního zesilovače 2, napájející měřicí můstek 2» ^se mění tak dlouho, dokud napětí mezi invertujícím a neinvertujícím vstupem operačního zesilovače 2 nedosáhne nulové hodnoty. Napájení měřicího můstku 2 3^e bud symetrické s možností spojení druhé výstupní svorky operačního zesilovače 2 ^s libovolnou svorkou měřicího můstku 2 nebo nesymetrické při spojení druhé výstupní svorky operačního zesilovače 2 ^s druhou výstupní svorkou diferenčního zesilovače 2· Napětí na vlákně 2 Piraniho měrky, kompenzované napětím na kompenzačním rezistoru 2 ^a teplotně závislém rezistoru 2' ^se přivádí samostatnými, na napájení měřicího můstku 2 nezávislými vodiči k diferenčnímu zesilovači 4, který představuje napětím řízený diferenční zdroj napětí s vysokým vstupním odporem, takže vliv všech odporů propojovacích kabelů, přechodových odporů konektorů a jejich časové a teplotní změny se v širokých mezích na přesnosti měření prakticky neprojevují. Na výstupu diferenčního zesilovače 2 j® P^ak napětí úměrné měřenému tlaku, které vyhodnocuje vhodný vyhodnocovací obvod 2·

Vynález lze s výhodou využít zejména pro snímání tlaku při možnosti použití delšího propojovacího kabelu mezi Piraniho měrkou a elektronikou vakuoměru, ale i v případě použiti kratších kabelů pro zvýšení přesnosti, stability a spolehlivosti měření.

Claims (2)

1. Piraniho vakuoměr s potlačením vlivu parazitních odporů, tvořený v pouzdře vlákna Piraniho měrky uloženým měřicím můstkem, v němž jsou v uvedeném pořadí sériově do uzavřeného řetězce zapojeny vlákno Piraniho měrky, první referenční rezistor, druhý referenční rezistor a sériové zapojení kompenzačního rezistoru s teplotně závislým rezistorem, kde společná svorka prvního referenčního rezistoru a druhého referenčního rezistoru j.e spojena s neinvertujícím vstupem operačního zesilovače, zatímco společná svorka vlákna Piraniho měrky a sériového zapojeni kompenzačního rezistoru s teplotně závislým rezistorem je spojena s invertujícím vstupem operačního zesilovače, vyznačujíc! se tím, že u měřicího můstku (1) je společná svorka druhého referenčního rezistoru (7) a sériového zapojeni kompenzačního rezistoru (8) s teplotně závislým rezistorem (9) oddělenými vodiči spojena s první výstupní svorkou operačního zesilovače (3) a s neinvertujícím vstupem diferenčního zesilovače (4)., zatímco společná svorka vlákna (2) Piraniho měrky a prvního referenčního rezistoru (5J je oddělenými vodiči spojena s druhou výstupní svorkou operačního zesilovače (3) a s invertujícím vstupem diferenčního zesilovače (4), mezi jehož první a druhou výstupní svorku je připojen vyhodnocovací obvod (5).

2. Piraniho vakuoměr podle, bodu 1, vyznačující se tím, že druhé výstupní svorky operačního zesilovače (3) a diferenčního zesilovače (4) jsou navzájem propojené,