RU138072U1

RU138072U1 - ELECTRONIC MECHANICAL MEASURING INSTRUMENT

Info

Publication number: RU138072U1
Application number: RU2013149078/28U
Authority: RU
Inventors: Георгий Зиновьевич Эрман; Сергей Михайлович Лабецкий; Дмитрий Леонидович Антонов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Конструкторское бюро "АГАВА"
Priority date: 2013-11-05
Filing date: 2013-11-05
Publication date: 2014-02-27

Abstract

1. Стрелочный электронно-механический измерительный прибор, содержащий корпус, измерительный модуль, индикаторный модуль и модуль преобразования сигнала, измерительный модуль снабжен чувствительным узлом, содержащим магниточувствительный элемент, взаимодействующий с магнитным полем, создаваемым постоянным магнитом, индикаторный модуль представляет собой циферблат со шкалой и стрелочным указателем, отличающийся тем, что постоянный магнит установлен на стрелочном указателе по его оси, магниточувствительный элемент содержит, по меньшей мере, два датчика Холла, установлен над постоянным магнитом на консоли кронштейна и соединен с модулем преобразования сигнала, кронштейн прикреплен к циферблату со шкалой.2. Стрелочный электронно-механический измерительный прибор по п.1, отличающийся тем, что модуль преобразования сигнала выполнен в виде последовательно соединенных аналогово-цифрового преобразователя, вычислителя угла поворота, формирователя выходного сигнала.1. A dial-type electronic-mechanical measuring device comprising a case, a measuring module, an indicator module, and a signal conversion module, the measuring module is equipped with a sensitive assembly comprising a magnetically sensitive element interacting with a magnetic field generated by a permanent magnet, the indicator module is a dial with a dial and a dial pointer, characterized in that the permanent magnet is mounted on a pointer along its axis, the magnetically sensitive element contains at least it least two Hall sensor, is mounted above a permanent magnet on an arm connected to the console and the signal conversion module, the bracket is attached to the dial with shkaloy.2. The arrow electronic-mechanical measuring device according to claim 1, characterized in that the signal conversion module is made in the form of a series-connected analog-to-digital converter, a rotation angle calculator, an output signal shaper.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для создания электронно-стрелочного манометра, электронно-стрелочных измерителей температуры, влажности и т.п. параметров.The utility model relates to measuring technique and can be used to create an electronic pointer gauge, electronic pointer meters for temperature, humidity, etc. parameters.

Известен измеритель давления, содержащий, по меньшей мере, один датчик давления на эффекте Холла, по меньшей мере, один ассоциированный магнит, подвижный относительно него в соответствии с давлением, подлежащим измерению, и по меньшей мере один защитный экран, изготовленный из ферромагнитного материала, который окружает датчик и магнит, при этом экран имеет одну сторону, ближайшую к датчику, в которой сформирован углубленный участок в направлении датчика для усиления магнитного потока, отличающийся тем, что измеритель давления дополнительно содержит тело основания, снабженное входом для текучей среды и камерой, которая сообщается с входом, мембрану, поддерживающую магнит, которая туго герметизирует камеру, и колпачок, расположенный вокруг указанной мембраны для поддержки указанного экрана (патент на изобретение RU №2480724, опубл. 27.01.2012 г.).Known pressure meter containing at least one Hall effect pressure sensor, at least one associated magnet movable relative to it in accordance with the pressure to be measured, and at least one protective screen made of ferromagnetic material, which the sensor and the magnet surrounds, and the screen has one side closest to the sensor, in which a recessed portion is formed in the direction of the sensor to enhance magnetic flux, characterized in that the pressure meter is supplemented It contains a base body provided with a fluid inlet and a chamber that communicates with the inlet, a membrane supporting a magnet that tightly seals the chamber, and a cap located around the specified membrane to support the specified screen (patent RU No. 2480724, publ. 27.01 .2012).

Наиболее близким техническим решением выбранным заявителем в качестве прототипа является стрелочный электронно-механический манометр содержащий корпус, измерительный модуль, индикаторный модуль и модуль преобразования сигнала, измерительный модуль снабжен чувствительным узлом в виде трубки Бурдона и датчиком Холла, взаимодействующим с магнитным полем, создаваемым постоянным магнитом, индикаторный модуль представляет собой циферблат со шкалой и стрелочным указателем, который механически соединен с подвижным концом трубки Бурдона, в манометре предусмотрен модуль преобразования сигнала (патент на полезную модель RU №126829, опубл. 10.04.2013 г.).The closest technical solution chosen by the applicant as a prototype is a pointer electronic-mechanical manometer containing a housing, a measuring module, an indicator module and a signal conversion module, the measuring module is equipped with a sensitive assembly in the form of a Bourdon tube and a Hall sensor interacting with a magnetic field generated by a permanent magnet, the indicator module is a dial with a scale and a pointer, which is mechanically connected to the moving end of the Bourdon tube, the manometer provides a signal conversion module (patent for utility model RU No. 126829, publ. 04/10/2013).

Недостатком данной конструкции является недостаточная достоверность измерений, что обусловлено ошибками, связанными с вибрациями, т.к. магнит привязан к подвижной части трубки Бурдона, а датчик Холла связан с корпусом. Поэтому при любых вибрациях существуют значимые погрешности измерений, т.е. прибор характеризуется невысокой стабильностью и точностью. Кроме того, изготовление и эксплуатация известного прибора требует неоправданно высоких трудозатрат, связанных с установкой и наладкой электронной части.The disadvantage of this design is the lack of reliability of the measurements, which is due to errors associated with vibrations, because the magnet is attached to the moving part of the Bourdon tube, and the Hall sensor is connected to the body. Therefore, for any vibrations, there are significant measurement errors, i.e. the device is characterized by low stability and accuracy. In addition, the manufacture and operation of the known device requires unreasonably high labor costs associated with the installation and commissioning of the electronic part.

Технической задачей заявляемой полезной модели является повышение стабильности и точности работы электронно-стрелочных устройств при одновременном упрощении их монтажа и настройки.The technical task of the claimed utility model is to increase the stability and accuracy of electronic pointer devices while simplifying their installation and configuration.

Техническая задача достигается тем, что стрелочный электронно-механический измерительный прибор содержит корпус, измерительный модуль, индикаторный модуль и модуль преобразования сигнала, измерительный модуль снабжен чувствительным узлом, содержащим магниточувствительный элемент, взаимодействующий с магнитным полем, создаваемым постоянным магнитом, индикаторный модуль представляет собой циферблат со шкалой и стрелочным указателем, причем постоянный магнит установлен на стрелочном указателе по его оси, магниточувствительный элемент содержит, по меньшей мере, два датчика Холла, установлен над постоянным магнитом на консоли кронштейна, прикрепленного к циферблату со шкалой, и соединен с модулем преобразования сигнала.The technical problem is achieved in that the electronic electronic mechanical measuring device comprises a housing, a measuring module, an indicator module and a signal conversion module, the measuring module is equipped with a sensitive assembly comprising a magnetically sensitive element interacting with a magnetic field generated by a permanent magnet, the indicator module is a dial with a scale and a pointer, with a permanent magnet mounted on a pointer along its axis, magnetically sensitive element The tape contains at least two Hall sensors, is mounted above the permanent magnet on the bracket bracket attached to the dial with a scale, and connected to the signal conversion module.

Сравнение заявляемого стрелочного электронно-механического измерительного прибора с прототипом показывает, что он отличается следующими признаками:A comparison of the claimed switch electronic mechanical measuring device with the prototype shows that it differs in the following features:

- на стрелочном указателе, по его оси, установлен постоянный магнит;- a permanent magnet is mounted on the pointer, along its axis;

- над постоянным магнитом расположен магниточувствительный элемент;- a magnetically sensitive element is located above the permanent magnet;

- магниточувствительный элемент содержит, по меньшей мере, два датчика Холла;- the magnetically sensitive element contains at least two Hall sensors;

- магниточувствительный элемент расположен на консоли кронштейна;- a magnetically sensitive element is located on the bracket console;

- кронштейн прикреплен к циферблату со шкалой;- the bracket is attached to the dial with a scale;

- магниточувствительный элемент соединен с модулем преобразования сигнала.- the magnetically sensitive element is connected to the signal conversion module.

Поэтому можно предположить, что заявляемая полезная модель соответствует критерию «новизна».Therefore, we can assume that the claimed utility model meets the criterion of "novelty."

Полезная модель может быть изготовлена на стандартном оборудовании с использованием известных технологических процессов, поэтому она соответствует критерию «промышленная применимость»The utility model can be manufactured on standard equipment using well-known processes, therefore, it meets the criterion of "industrial applicability"

Заявленный технический результат обеспечивается тем, что постоянный магнит жестко соединен со стрелкой, вследствие чего вектор индукции магнитного поля магнита поворачивается при изменении параметра в результате кругового движения стрелки, а магниточувствительный элемент, жестко соединен с циферблатом со шкалой (корпусом) посредством кронштейна, т.е. жестко зафиксирован относительно постоянного магнита. При заявляемом взаимном расположении элементов конструкции друг относительно друга чувствительность стрелочного электронно-механического измерительного прибора к вибрациям и другим внешним воздействиям значительно меньше, чем у прототипа. Более того, технологически закрепление кронштейна с магниточувствительным элементом к циферблату со шкалой и крепление постоянного магнита к оси стрелки значительно уменьшает трудозатраты на монтаж и настройку прибора, и, кроме того, исключает необходимость последующей его наладки в результате транспортировки, установки и эксплуатации.The claimed technical result is ensured by the fact that the permanent magnet is rigidly connected to the arrow, as a result of which the vector of the magnetic field of the magnet rotates when the parameter changes as a result of the circular movement of the arrow, and the magnetically sensitive element is rigidly connected to the dial with a scale (case) through a bracket, i.e. . rigidly fixed relative to the permanent magnet. With the claimed mutual arrangement of structural elements relative to each other, the sensitivity of the pointer electronic-mechanical measuring device to vibrations and other external influences is significantly less than that of the prototype. Moreover, technologically fixing the bracket with a magnetically sensitive element to a dial with a scale and fixing the permanent magnet to the arrow axis significantly reduces the labor costs for installation and adjustment of the device, and, in addition, eliminates the need for subsequent adjustment as a result of transportation, installation and operation.

На фиг. 1, 2 показан пример реализации заявляемого устройства, реализованного на примере стрелочного электронно-механического манометра, содержащего корпус 1, в котором размещены: измерительный модуль, который содержит трубку Бурдона 2, соединенную со штуцером 3 для подачи воздуха. Индикаторный модуль представляет циферблат 4 со шкалой и стрелочным указателем 5, который механически соединен с подвижным концом трубки Бурдона 2. На стрелочном указателе 5 по его оси установлен постоянный магнит 6, над которым расположен магниточувствительный элемент 7, содержащий основной и дополнительный датчики Холла. Магниточувствительный элемент 7 выполнен, например, в виде платы и установлен на консоли кронштейна 8 прикрепленного к циферблату 4. Магниточувствительный элемент 7 соединен с модулем обработки сигнала, который включает в себя последовательно соединенные аналогово-цифровой преобразователь 9, вычислитель угла 10, формирователь выходного сигнала 11.In FIG. 1, 2 shows an example implementation of the inventive device, implemented as an example of an electronic-mechanical pressure gauge, comprising a housing 1, in which are located: a measuring module that contains a Bourdon tube 2 connected to a fitting 3 for supplying air. The indicator module is a dial 4 with a scale and a pointer 5, which is mechanically connected to the moving end of the Bourdon tube 2. A permanent magnet 6 is mounted on its pointer 5 along its axis, above which a magnetically sensitive element 7 is located, containing the main and additional Hall sensors. The magnetosensitive element 7 is made, for example, in the form of a board and mounted on the console bracket 8 attached to the dial 4. The magnetosensitive element 7 is connected to a signal processing module, which includes a series-connected analog-to-digital converter 9, an angle calculator 10, an output signal conditioner 11 .

Устройство работает следующим образом. Измеряемая среда, например, воздух, подается в манометр через штуцер 3 и далее поступает в трубку Бурдона 2. Под действием силы давления трубка 2 старается распрямиться. При этом подвижный конец трубки Бурдона 2, связанный со стрелочным указателем 5, перемещается и происходит поворот стрелочного указателя 5. При этом величина давления воздуха определяется по шкале.The device operates as follows. The medium to be measured, for example, air, is supplied to the pressure gauge through the nozzle 3 and then enters the Bourdon tube 2. Under pressure, the tube 2 tries to straighten. In this case, the movable end of the Bourdon tube 2, connected with the pointer 5, moves and the pointer 5 is rotated. In this case, the air pressure is determined on a scale.

Поскольку постоянный магнит 6 закреплен на оси стрелочного указателя 5, он также вращается, при этом поворачивается вектор индукции магнитного поля, угол поворота которого фиксируется датчиками Холла, расположенными в магниточувствительном элементе 7, размещенном над постоянным магнитом 6. Таким образом, происходит измерение угла поворота стрелки. При этом на выходе датчиков Холла формируется выходной электрический сигнал постоянного тока, который поступает в модуль преобразования сигнала, что дает возможность вывести показания прибора дополнительно на компьютер.Since the permanent magnet 6 is fixed on the axis of the pointer 5, it also rotates, while the magnetic field induction vector is rotated, the rotation angle of which is fixed by Hall sensors located in the magnetically sensitive element 7 located above the permanent magnet 6. Thus, the rotation angle of the arrow is measured . At the same time, an output electrical signal of direct current is generated at the output of the Hall sensors, which enters the signal conversion module, which makes it possible to display the readings of the device additionally on a computer.

Испытания прибора показали, что он работает значительно стабильнее, меньше реагирует на различного рода внешние вибрации, перепады температуры и т.п., что снижает ошибку при измерениях. Кроме того, заявляемое устройство технологически проще в сборке и обслуживании.Tests of the device showed that it works much more stable, reacts less to various kinds of external vibrations, temperature changes, etc., which reduces the measurement error. In addition, the inventive device is technologically simpler to assemble and maintain.

Заявляемое устройство может быть реализовано в устройствах для измерения температуры, влажности и т.п. параметров с достижением заявленного технического результата. Использование заявляемой полезной модели обеспечивает расширение технологических и функциональных возможностей электронно-механических измерительных приборов, создавая возможность их подключения в электронные системы управления промышленными объектами. Одновременно заявляемая полезная модель сохраняет возможность снимать показания параметров путем визуального осмотра циферблата.The inventive device can be implemented in devices for measuring temperature, humidity, etc. parameters with the achievement of the claimed technical result. Using the claimed utility model provides the expansion of technological and functional capabilities of electronic-mechanical measuring instruments, creating the possibility of their connection to electronic control systems for industrial facilities. At the same time, the claimed utility model retains the ability to take readings of parameters by visual inspection of the dial.

Claims

1. A dial-type electronic-mechanical measuring device comprising a case, a measuring module, an indicator module, and a signal conversion module, the measuring module is equipped with a sensitive assembly comprising a magnetically sensitive element interacting with a magnetic field generated by a permanent magnet, the indicator module is a dial with a dial and a dial pointer, characterized in that the permanent magnet is mounted on a pointer along its axis, the magnetically sensitive element contains at least it least two Hall sensor, is mounted above a permanent magnet on an arm connected to the console and the signal conversion module, the bracket is attached to the dial with a scale.

2. The pointer electronic-mechanical measuring device according to claim 1, characterized in that the signal conversion module is made in the form of a series-connected analog-to-digital converter, a rotation angle calculator, an output signal shaper.