RU1820253C - Вакуумметр - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерению вакуума , в частности к вакуумметрам q электрически подвешенным вращающимс  ротором. Целью изобретени   вл етс  повышение точности и уменьшение времени изменени  вакуума. Вакуумметр содержит корпус с экваториальными и пол рными фиг.1 электродами 4, сферический ротор 2, управл емый источник 3 высокого напр жени , индуктор 5 электромагнитной раскрутки ротора , устройство 6 измерени  скорости вращени  ротора, устройство 7 стабилизации скорости вращени  ротора. Ври включении системы стабилизации скорости вращени  ротора независимо от того, каким полем осуществл етс  управление скоростью вращени  ротора (электрическим или элекро- магнитным), сигнал на выходе устройства измерени  скорости вращени  ротора пропорционален тормоз щему моменту, действующему на ротор, а следовательно, степени вакуумировани . Этот сигнал выводитс  на устройство индикации 8, выполненное в виде вольтметра, по показани м которого производ т измерение вакуума. 1 з.п. ф-лы, 3 . ел с со to О ю ел со

Description

Изобретение относитс  к измерению вакуума, в частности к вакуумметрам с электростатически подвешенным вращающимс  ротором.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и уменьшение времени измерени  вакуума.

Блок-схема предлагаемого вакуумметра приведена на фиг. 1, который содержит чувствительный элемент 1 вакуумметра, сферический ротор 2, управл емый источник высокого напр жени  (УИВН) 3, электроды 4 подвеса, индуктор 5 электромагнитной раскрутки ротора, устройство 6 измерени  скорости вращени  ротора; устройство 7 стабилизации скорости вращени  ротора/ устройство 8 индикации.

Выход устройства 6 измерени  скорости вращени  ротора/соединён с входом устройства 7 стабилизации и с входом устройства 8 индикации, выход устройства 7 стабилизации соединен с входом чувствительного элемента 1 вакуумметра.

Чувствительный.элемент включает сфе рический ротор 2, индуктор 5, УИВН 3, выходы которого соединены с электродами 4.

Устройство работает следующим Обра- ЗОМ. , : :- .. . ; .; .//. : ; : -, :.: ,-../; -

Сигнал с выхода устройства б измерени  скорости поступает на вход устройства 8 индикации, на котором индицируетс  значение степени вакуумировани . С выхода устройства 7 стабилизации сигнал поступаетна вход чувствительного элемента 1, где происходит стабилизаци  скорости вращени  ротора 2. ГГри этом величина напр жени  ошибки на входе устройства 8 индикации пропорциональна тормоз щему воздействию на ротор, т.е. степени вакуумировани .,

Блок-схема устройства стабилизации скорости вращени  ротора, устройства измерени  скорости вращени  и индуктора приведена на фиг. 2. Элементы 1-8 включе- ны также, как на фиг. 1.

На фиг. 2 показаны устройство 9 выделени  модул  напр жени , первый усилитель 10 переменного тока, второй усилитель It переменного тока, перва  обмотка -12 индуктора, втора  обмотка 13 индуктора, источник; 14k опорной частоты дискриминатор 15 Цастоты, оптический датчик 16 угловогоположени  ротора...

Первый вход дискриминатора 15 соединен с источника 14, а второй вход - с вы)ф|омоптичеЁкргоСдатчика 16. Выход дискриминатора 15 соединен Ј входом уст- . ройства 8 индикации, через устройство 9 выделени  модул  -с входами усилителей 10 и 11. Выходы усилителей 10 и 11 соединены соответственно с обмотками 12 и 13 индуктора 5.

Устройство стабилизации работает следующим образом.

Ротор 2, раскрученный до определенной частоты, тормозитс  под вли нием неидеального вакуума. На выходе оптического датчика 16 (см. фиг. 2) образуетс  сигнал с частотой, равной частоте вращени  ротора.

Частота этого сигнала сравниваетс  в дискриминаторе 15 с частотой сигнала источника 14. Сигнал, пропорциональный разности частот, поступает на вход усилител  10 через устройство 9 выделени  модул , на вход

усилител  11 и вход устройства 8 индикации . С выходов усилителей сигнал переменного напр жени  поступает на обмотки 12и 13, где создаетс  электромагнитное поле, стабилизирующее скорость вращени  ротора . Таким образом, скорость вращени  ротора 2 стабилизирована.

Управление по двум обмоткам позвол ет минимизировать токи, протекающие по ним, что существенно уменьшает погрешность , вносимую электромагнитным полем. Стабилизаци  скорости вращен и  может осуществл тьс  и электрическим полем. Блок-схема такого устройствастабилизации приведена на фиг. 3. Элементы 1-3;

8; 14-16 включены также; как нафиг. 2.

На фиг. 3 показаны первый модул тор 17, второй модул тор 18, перва  фазовра- щательна  цепь 19 и втора  фазовращатель- на  цепь 20 сдвига На 90°.

Элементы устройства измерени  скорости вращени  ротора соединены с входом также, как на фиг. 2. Выход дискриминатора . 15 соединен с входом устройства 8 индикации , а также с входами модул торов 17 и18.

Выход оптического датчика 16 соединен с

входом первой фазовращательной цепи 19, выход которой соединен с вторым входом модул тора 18 и через вторую фазоедвига- ющую цепь 20с вторым входом модул тора

17. Выходы модул торов 17 и 18 соединены .с входами УИВН J},выходы которого соединены с электродами 4.

УстройстеО работает следующим обра зом. . . ; ;:.; ;.;.. .. ;/:/;

Сигнал, пропорциональный разности частот, с выхода дискриминатора 15 поступает на входы модул торов 17 и 18. На вторые входы модул торов поступает сигнал с выхода оптического датчика 16с начальной

фазой, устанавливаемой цепочкой 19 и сдвинутой на 90° цепочкой 20 С выходов модул торов 17 и 18 сигнал переменного напр жени  поступает на входы устройства 3, с выходов которого переменное напр же- ние. сдвинутое на 90°, прикладываетс  к

двум парам экваториальных электродов. Образованное таким образом вращающеес  электрическре поле осуществл ет стабилизацию скорости вращени  ротора. Управление электрическим полем полностью исключает погрешность, вносимую при управлении электромагнитным полем, чем повышаетс  точность. Однако такое управление применимо дл  роторов с дебалансом масс.

Таким образом, предлагаемое устрой- ство позвол ет судить о степени вакуумиро- вани  непосредственно по показанию устройства индикации, выполненного в виде вольтметра. В этом случае в отличие от прототипа вместо измерени  двух косвен- ных величин частоты вращени  ротора и времени измер етс  одна величина: напр жение ошибки системы стабилизации, пр мо пропорциональное внешнему; тормоз щему усилию, действующему на ро- трр, т.е.степени вакуумировани . При этом шкала устройства индикации может быть отградуирована в единицах давлени . Тем самым значительно снижаетс  врем  измерени  степени вакуумировани  и увелйчи- ваетс  точность показаний.

Ф о рI.-M у л а изо брете н и   , 1. Вакуумметр, содержащий корпус, во внутренней полости которого размещен

сферический ротор и экваториальные и пол рные электроды, подключенные к управл емому источнику высокого напр жени , а также индуктор электромагнитной раскрутки ротора с двум  обмотками и устройство измерени  скорости вращени  ротора с индикатором, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и быстродействи , в него введены блок выделени  модул  напр жени  и устройство стабилизации скорости вращени  ротора, выполненное в виде первого и второго усилителей переменного тока, выходы которых подключены к обмоткам индуктора электромагнитной раскрутки ротора, а входы первого - через блок выделени  модул , а второго -непосредственно подключены к выходам устройства измерени  скорости вращени  ротора.

2. Вакуумметр по п, Т.отл ича ющий- с   тем, что в нем устройство измерени  скорости вращени  ротора выполнено в виде оптического датчика положени  ротора, подключенного своим выходом к первому входу введенного дискриминатора частот,: ко второму входу которого подключен введенный источник опорной частоты, при; этом на поверхности ротора нанесены метки. /У ; .

шг

$иг. 3