RU1818560C - Устройство дл измерени давлений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к приборостроению , может быть использовано при измерении давлений и позвол ет обеспечить возможность дистанционного контрол  работоспособности и регулировани  устройства , которое содержит измерительный блок, выполненный в виде резисторного моста, в котором противоположными плечами  вл ютс  тензорезисторные мостовые преобразователи . Другими плечами моста  вл ютс  термостабильные резисторы, Тензомост предназначен дл  формировани  сигнала, соответствующего измер емому давлению (перепаду давлени ), другой тензомост предназначен дл  формировани  сигнала, соответствующего рабочему избыточному давлению. Источник питани  резисторного моста подключен к его диагонали питани . К выходным диагонал м мостов подключены выходы блока контрол , а также входы программируемых усилителей. Выходы усилителей через коммутатор соединены с входом АЦП. Выход АЦП св зан с выходом вычислительного устройства, выход которого через ЦАП соединен с преобразователем напр жени  вток(ПНТ). Выход ПНТ  вл етс  выходом всего устройства. Входы блока контрол  соединены с входами усилителей. Вычислительное устройство имеет также выходную шину, соединенную с входами блока контрол  управл ющими входами программируемых усилителей, коммутатора , АЦП, Нагрузка (потребитель информации ) включаетс  в выходную цепь ПНТ, к выходу которого подключены также усилитель переменного тока с формирователем импульсов. Выход формировател  соединен с дополнительным входом вычислительного устройства. Нагрузка размещаетс  в зоне, доступной оператору, и параллельно к ней подключаетс  блок диалога. 1 з.п.ф-лы.2ил. (ел t 00 00 ел о о

Description

Изобретение относитс  к приборостроению и может быть использовано дл  измерени  давлени  и разности давлений.

Целью изобретени   вл етс  обеспечение возможности дистанционного контрол  работоспособности и регулировани  устройства .

На фиг. 1 показана схема устройства дл  измерени  давлений: на фиг.2 - схема блока диалога.

Устройство дл  измерени  давлений содержит измерительный блок, выполненный в виде резисторного моста 1, в котором противоположными плечами  вл ютс  тензорезисторные мостовые преобразователи 2и 3.

Другими плечами моста 1  вл ютс  термостабильные резисторы 4 и 6. Тензомост 2 предназначен дл  формировани  сигнала, соответствующего измер емому давлению (перепаду давлени ), тензомост 3 предназначен дл  формировани  сигнала, соответствующего рабочему избыточному давлению. Источник питани  6 моста 1 подключен к его диагонали питани . К выходным диагонал м мостов 1-3 подключены выходы блока контрол  7, а также входы программируемых усилителей 8-10. Выходы усилителей 8-10 через коммутатор 11 соединены с входом аналого-цифрового преобразовател  (АЦП) 12. Выход АЦП 12 св зан с входом вычислительного устройства 13, выход которого через цифроаналого- вый преобразователь (ЦАП) 14 соединен с преобразователем напр жени  в ток (ПНТ) 15. Выход ПНТ 15  вл етс  выходом всего устройства. Входы блока контрол  7 соединены с входами усилителей 8-10.

Вычислительное устройство 13 имеет также выходную шину, соединенную с входами блока контрол  7, управл ющими входами программируемых усилителей 8-10, коммутатора 11, АЦП 12.

Нагрузка (потребитель информации) включаетс  в выходную цепь ПНТ 15, к выходу которого подключены также усилитель переменного тока 16 с формирователем импульсов 17. Выход формировател  соединен с дополнительным входом вычислительного устройства 13.

Нагрузка размещаетс  в зоне, доступной оператору, и параллельно к ней подключаетс  блок диалога 18. Он содержит (см.фиг.2) цифровой вольтметр 19 с индикатором , причем вход вольтметра подключен к нагрузке. Блок 18 содержит также двухпо- роговый кЪмпаратор 20, который может иметь на выходе три различных сигнала соответствующих величин падени  напр жени  на нагрузке по отношению к порогам срабатывани  компаратора 20. К выходам компаратора 20 подключены одноименными электродами три светодиода 21-23. Другие электроды свэтодиодов объединены и соединены с одной парой контактов выключател  30.

К низкопотенциальной входной клемме блока диалога 18 (со стороны выхода ПНТ 15) через резистор подключен ключ 24, управл ющий вход которого соединен с выходом генератора импульсов 25. Во врем задающей цепи генератора 25 расположены резисторы с выключател ми 26...30, выполненные с .кнопочным управлением. Врем задающа  цепь замыкаетс  выключател ми 26-30, причем один из выключателей выполнен двухплатным и его втора  группа контактов соединена с электродами упом нутых светодиодов 21...23.

Устройство работает следующим обраэом .

Цикл работы устройства дл  измерени  теплоэнергетических параметров состоит из двух тактов, непрерывно следующих друг за другом: первый такт - измерение и обработка измерительной информации, поступающей от тензорезисторных мостов 1-3 с последующей выдачей выходного сигнала через ЦАП 14 и ПНТ 15; второй такт - опрос выхода формировател  импульсов 17. Если

на выходе формировател  выходной сигнал отсутствует, то устройство переходит к следующему такту измерени  и обработки. Выходной сигнал на период такта опроса фиксируетс  во входном регистре ЦАП 14.

в первом такте блок контрол  7 отключен и не вли ет на работу усилителей 8...10. На вход усилител  8 поступает сигнал, соответствующий измер емому давлению (разности давлений). Св зь выходного сигнала

усилител  8 с давлением Р имеет вид полинома степени п

U АО + AI Р + А2Р2 + ... + АпРп

Коэффициенты полинома AJ  вл ютс  функци ми температуры и рабочего избыточного давлени  (при измерении перепада давлени ). Информацию об этих параметрах несут выходные сигналы мостов 1 и 3,

усиленные усилител ми 9 и 10. Через коммутатор 11и АЦП 12 все упом нутые сигналы в виде параллельного кода поступают в вычислительное устройство 13, в котором осуществл етс  введение поправок в выходной сигнал по возмущающим факторам и выработка кода, поступающего в ЦАП 14, пр мо пропорционального измер емому давлению, (перепаду давлени ). Напр жение с выхода ЦАП 14 превращаетс  с помощью ПНТ 15 в унифицированный токовый

сигнал 4...20 тА, поступающий в нагрузку.

При подключении блока диалога 18 к

источнику питани  и нагрузке согласно

фиг.1 оператор имеет возможность дистанционно измен ть параметры устройства, а именно сдвигать положение нул  основного измерительного усилител  8, измер ющего давление Р, и измен ть в некоторых пределах диапазон измерени , измен   коэффи5 циент усилени  усилител  8 (при необходимости могут подвергатьс  перестройке также параметры усилителей 9 и 10). Дл  этого в цепи, соедин ющей выход ПНТ 15 с нагрузкой, формируетс  переменна  составл юща  тока со строго определенными частотами. Возбуждение переменной составл ющей тока осуществл етс  оператором путем включени  выключателей 26,..30 в блоке диалога 18. При этом запускаетс  генератор 25, выходной сигнал которого управл ет ключом 24, непосредственно создающим пульсации тока в указанной выше цепи. Частота создаваемых пульсаций определ етс  емкостью конденсатора С и сопротивлением одного из резисторов , включаемых выключател ми 26...30. Переменна  составл юща  выходного тока ПНТ 15 усиливаетс  усилителем 16 и превращаетс  формирователем 17 в последовательность импульсов с частотой, равной частоте сигнала генератора 25.

Во втором такте работы устройства опрашиваетс  выход формировател  17 и при поступлении оттуда сигнала происходит измерение его частоты вычислителем 13. Четыре частоты из возможного набора частот предназначены дл  измерени  параметров усилител  8: сдвига нул  усилител  в область положительных (+А 0), либо отрицательных (- Д 0) напр жений, изменени  диапазона измерени  в сторону увеличени  (+А Д), либо уменьшени  (-Д Д). Эти частоты возбуждаютс  при замыкании выключателей 26...29.

Во врем  одного такта опроса при поступлении той или иной частоты вычислите- лем 13 формируетс  один импульс, соответствующим образом измен ющий параметры усилител  8. Чтобы изменить параметры устройства на заданный уровень, необходимо оператору держать нажатой кнопку соответствующего выключател  некоторое врем . За изменением выходного сигнала устройства оператор может следить по показани м цифрового вольтметра 19.

С помощью блока диалога 18 возможно также проведение контрол  усилителей 8... 10 как наиболее веро тных источников нестабильности устройства. Дл  включени  режима контрол  предназначен выключатель 30, одновременное которым необходимо нажимать кнопку выключател  26 (дл  контрол  усилител  8), 27 (дл  контрол  усилител  9) и 28 (дл  контрол  усилител  10). При поступлении от блока диалога 18 трех частот, соответствующих указанным ситуаци м , вычислительное устройство 13 прерывает последовательность смены 1 и 2 тактов и переходит в однократный режим контрол , после чего указанна  выше последовательность работы устройства восстанавливаетс .

При поступлении частот, соответствующих режиму контрол , вычислительное устройство подает кодовую посылку в блок

контрол  7, который замыкает ключ, соедин ющий входы контролируемых усилителей 8-10. При замыкании входов того или иного усилител  измер етс  его выходной сигнал 5 и сравниваетс  с установкой (допуском), после чего делаетс  вывод о его работоспособности (исправен-неисправен). Указанные операции осуществл ютс  вычислительным устройством 13. Предварительно, сразу по

0 поступлении частот, вызывающих режим контрол , вычислительное устройство 13 с помощью ЦАП 14 и ПНТ 15 формирует выходной сигнал в виде уровн  тока 0,5 Imax, равного половине максимального выходно5 го тока Imax. Этот сигнал свидетельствует о переходе устройства в режим контрол .

По результатам контрол  вычислителем 13 формируетс  сигнал нулевого (исправен), либо максимального (неисправен) уровн 

0 тока.

Сигналы посто нного тока 0,5 Imax, 0 и lmax, вырабатываемые в режиме контрол , поступают в нагрузку и далее в блок диалога 18. В нем, соответственно уровн м тока и

5 падению напр жени  на нагрузке, срабатывает компаратор 20, переход  в одно из трех возможных состо ний. При этом на одном . из его выходов по вл етс  высокий потенциал . Пороги срабатывани  компаратора

0 выбраны равными падению напр жени  на нагрузке при протекании по ней тока, равного 1/3lmax И 2/31тах. СввТОДИОДЫ 21...23, подключенные к выходу компаратора 20, включаютс  лишь при замыкании второй па5 ры контактов выключател  30. Этот выключатель используетс  лишь в режиме контрол , и благодар  ему в режиме измерени  включени  светодиодов не происходит при ложных срабатывани х компаратора 20.

0 Частоты сигналов дистанционного управлени  и контрол  выбираютс  достаточно высокими, чтобы не оказывать вли ни  на показани  цифрового вольтметра 20 и других измерительных приборов, подклю5 ченных к нагрузке.

Claims (2)

1. Устройство дл  измерени  давлений, содержащее измерительный блок, включающий первый и второй тензорезисторные мо0 сты, включенные в противоположные плечи резисторного моста, подключенного к источнику питани , первый, второй и третий

программируемые усилители, подключенные соответственно к диагонал м первого и вто5 рого тензорезисторных и резисторного мостов , а также соединенные последовательно аналоговый коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, вычислительное устройство , цифроаналоговый преобразователь и преобразователь напр жени  в ток, причем выходы первого, второго и третьего усилителей подключены к входам аналогового коммутатора, а их управл ющие входы, а также управл ющие входы аналого-цифро- вого преобразовател  и коммутатора подключены к выходной шине вычислительного устройства, причем выходам устройства  вл етс  выход преобразовател  напр жени  в ток, о т л и ч а ю щ е е с   тем, что, с целью обеспечени  возможности дистанционного контрол  работоспособности и регулировани  устройства при размещении его в опасных дл  оператора зонах, что дополнительно снабжено блоком контрол  блоком диалога, усилителем переменного тока и формирователем импульсов, причем первый и второй выходы блока контрол  соединены соответственно с входами первого и второго программируемых усилителей, вход блока контрол  соединен с выходной шиной вычислительного устройства, блок диалога подключен к выходу устройства и к его источнику питани , вход усилител  переменного тока подсоединен к выходу устройства, а его выход через формирователь импульсов соединен с вторым входом вычислительного устройства.

2. Устройство поп.1,отличающее- с   тем, что блок диалога содержит цифровой вольтметр с индикатором, двухпорого- вый компаратор, подключенный первым, вторым и третьим выходами к первым выводам первого, второго и третьего свето- диодов, генератор импульсов, блок выключателей и электронный ключ, причем входы цифрового вольтметра и компаратора подключены к первой и второй выходным клеммам блока диалога, а электронный ключ включен между второй выходной клеммой блока диалога и общим проводом блока питани , причём управл ющий вход электронного ключа соединен с выходом генератора импульсов, во врем задающую цепь которого включен блок выключателей, состо щий из первого, второго, третьего, четвертого и п того выключателей, с включенными последовательно с ними резисторами и соединенных параллельно, при этом вторые выводы первого, второго и третьего светодиодов соединены параллельно и подключены к общему проводу блока питани  через шестой выключатель, который св зан механически с п тым выключателем .

Г

L.VJ

Фиг. f

unufn

+40

-АО

+ &D

-&D К

Фи В. 2