RU2713087C1 - Датчик регистрации пневмоимпульсов низкого давления - Google Patents
Датчик регистрации пневмоимпульсов низкого давления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2713087C1 RU2713087C1 RU2019123387A RU2019123387A RU2713087C1 RU 2713087 C1 RU2713087 C1 RU 2713087C1 RU 2019123387 A RU2019123387 A RU 2019123387A RU 2019123387 A RU2019123387 A RU 2019123387A RU 2713087 C1 RU2713087 C1 RU 2713087C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure
- pneumatic pulse
- mirror
- plate
- sensitive element
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L23/00—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
- G01L23/08—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid operated electrically
- G01L23/16—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid operated electrically by photoelectric means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R5/00—Instruments for converting a single current or a single voltage into a mechanical displacement
- G01R5/02—Moving-coil instruments
Abstract
Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может использоваться в автоматизированных контрольно-измерительных системах управления. Предложен датчик регистрации пневмоимпульсов низкого давления, содержащий чувствительный элемент в виде пластины, реагирующей на изменение давления пневмоимпульса, и измерительную схему, состоящую из магнитоэлектрического гальванометра, включающего рамку с током, помещенную в зазоре постоянного магнита, зеркало, источник света, конденсор, диафрагму, и электрической мостовой схемы, включающей дифференциальный фоторезистор, опорное и наладочное сопротивления, источник напряжения, в обратной связи которой расположены нагрузочное сопротивление и регистрирующий прибор. Техническим результатом при реализации заявленного решения выступает обеспечение высоких параметров чувствительности и быстродействия при определении давления в динамических процессах за счет использования указанного чувствительного элемента. 1 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники.
Уровень техники
Из уровня техники [патент RU 2464538 С1, опубликован 20.10.2012] известен датчик давления, содержащий чувствительный элемент и измерительную схему. Работа датчика давления основана на определении измеряемого давления, исходя из силового воздействия газа на чувствительный элемент, выполненный в виде мембраны. Измерительная схема представляет собой две мостовые схемы, первая из которых воспринимает результат воздействия давления на чувствительный элемент, а вторая обеспечивает получение точных выходных значений измерений.
Недостатком известного устройства является низкое быстродействие при определении давления в динамических процессах.
Раскрытие сущности изобретения
Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по устранению вышеуказанного недостатка известного технического решения.
Технический результат, который достигается в настоящем изобретении, заключается в повышении быстродействии за счет использования чувствительного элемента в виде пластины, жестко закрепленной на растяжках магнитоэлектрического гальванометра, на которую воздействует струя газа, и измерительной компенсационной схемы, позволяющей снизить погрешности измерений при динамических процессах.
Более конкретно, технический результат достигается датчиком регистрации пневмоимпульсов низкого давления, содержащим чувствительный элемент в виде пластины, реагирующей на изменение давления, и измерительную схему, которая состоит из магнитоэлектрического гальванометра, включающего рамку с током, помещенную в зазоре постоянного магнита, зеркало, источник света, конденсор, диафрагму, и электрической мостовой схемы, включающей дифференциальный фоторезистор, опорное и наладочное сопротивления, источник напряжения, и в обратной связи которой расположены нагрузочное сопротивление и регистрирующий прибор.
Краткое описание чертежа
На фиг. 1 представлена схема предлагаемого датчика регистрации пневмоимпульсов низкого давления.
Осуществление изобретения
Датчик регистрации пневмоимпульсов низкого давления состоит из магнитоэлектрического гальванометра 1, рамка 2 которого помещена в зазоре постоянного магнита 3. На подвижной части магнитоэлектрического гальванометра 1 жестко закреплены зеркало 4 и пластина 5. Ток к рамке подводится по токопроводам 6. Нормально к поверхности пластины 5 установлено сопло 7, из которого вытекает струя воздуха, оказывающая силовое воздействие на поверхность пластины 5.
Оптическая часть магнитоэлектрического гальванометра 1 состоит из источника света 8, подающего через конденсор 9 и диафрагму 10 луч света на зеркало 4. Отраженный от зеркала 4 луч света падает на дифференциальный фоторезистор 11, включенный в электрическую мостовую схему, которая состоит из источника напряжения Е, опорного сопротивления Rоп и наладочного сопротивления Rн. Выходной ток I, полученный на выходе электрической мостовой схемы и прошедший в цепи обратной связи через нагрузочное сопротивление регистрируется миллиамперметром 12.
Подача пневмоимпульсов давления Р на сопло 7 производится через клапан 13.
Работает устройство следующим образом. При подачи пневмоимпульсов с амплитудой давления Р (клапан 13 открыт) на пластину 5 максимальная сила F действия струи на поверхность пластины 5 определяется выражением:
где k - эмпирический коэффициент, равный 0,9; Sc=πdc 2 - площадь выходного отверстия сопла 7; h - расстояние от сопла 7 до пластины 5; dc - диаметр выходного отверстия сопла 7.
Пневмоимпульс газа, исходящий из сопла 7, отклоняет пластину 5 с зеркалом 4. Перемещение отраженного от зеркала луча света вызывает перераспределение световых потоков на поверхностях двух половин дифференциального фоторезистора 11. Разбаланс электрической мостовой схемы приводит к появлению тока в цепи отрицательной обратной связи, состоящей из сопротивления Rн, миллиамперметра 12 и рамки 2 магнитоэлектрического гальванометра 1.
Образующийся при этом магнитоэлектрический момент Мзл компенсирует механический момент Мм от действия пневмоимпульса на поверхность пластины 5.
Пренебрегая жесткостью упругих элементов подвижной части, условие работы в установившемся режиме может быть записано в таком виде:
Максимальный механический момент от действия пневмоимпульса на подвижную пластину 5:
где ic - расстояние оси симметрии площади контакта пневмоимпульса и пластины 5 от оси симметрии подвижной части магнитоэлектрического гальванометра 1.
Магнитоэлектрический момент определяется выражением:
где ψ - потокосцепление.
Равенство (II) с учетом (III) и (IV) приобретает вид:
Чувствительность датчика Нр по давлению будет равна:
В качестве совокупного критерия чувствительности и быстродействия введено понятие добротности датчика по давлению Ap, равная произведению чувствительности НР на квадрат собственной частоты ƒ0 2:
В соответствии с уравнением, приведенном в источнике [ Study on the electromagnetic oscillograph of moving-coil type / Res. of the electrotechnical laboratory, Tokyo, 1934, №376] для собственной частоты гальванометра момент инерции подвижной части заменяется моментом инерции пластины, рамки и зеркала:
где - рабочая длина растяжки; - длина зеркала; ρ - плотность материала растяжки; - безразмерный коэффициент; - моменты инерции пластины, рамки и зеркала соответственно; - момент инерции растяжки относительно оси подвижной части.
После упрощений уравнения (VIII) получается более простое приближенное выражение квадрата собственной частоты ƒ0 2:
Используя равенство (VII) с учетом численных преобразований формул (VI) и (IX), добротность датчика по давлению Ар будет составлять:
Таким образом, для повышения быстродействия необходимо уменьшать массу подвижной части и приближать площадь контакта струи и пластины 5 к оси симметрии магнитоэлектрического гальванометра 1.
Claims (1)
- Датчик регистрации пневмоимпульсов низкого давления, содержащий чувствительный элемент, реагирующий на изменение давления, и измерительную схему, отличающийся тем, что чувствительный элемент выполнен в виде пластины, реагирующей на изменение давления пневмоимпульса, а измерительная схема состоит из магнитоэлектрического гальванометра, включающего рамку с током, помещенную в зазоре постоянного магнита, зеркало, источник света, конденсор, диафрагму, и электрической мостовой схемы, включающей дифференциальный фоторезистор, опорное и наладочное сопротивления, источник напряжения, в обратной связи которой расположены нагрузочное сопротивление и регистрирующий прибор.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019123387A RU2713087C1 (ru) | 2019-07-25 | 2019-07-25 | Датчик регистрации пневмоимпульсов низкого давления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019123387A RU2713087C1 (ru) | 2019-07-25 | 2019-07-25 | Датчик регистрации пневмоимпульсов низкого давления |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2713087C1 true RU2713087C1 (ru) | 2020-02-03 |
Family
ID=69624784
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019123387A RU2713087C1 (ru) | 2019-07-25 | 2019-07-25 | Датчик регистрации пневмоимпульсов низкого давления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2713087C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1252731A1 (ru) * | 1985-03-26 | 1986-08-23 | Ульяновский политехнический институт | Магнитоэлектрический гальванометр |
DE19608944A1 (de) * | 1996-03-08 | 1997-09-11 | Daimler Benz Ag | Verfahren und Anordnung zur Auswertung von magnetooptischen Stromsensorsignalen |
WO2016112993A1 (de) * | 2015-01-16 | 2016-07-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Optoelektrische messvorrichtung und verfahren zum messen eines elektrischen stromes |
RU2680614C1 (ru) * | 2018-05-04 | 2019-02-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | Струйно-фотокомпенсационный пропорциональный регулятор |
RU2683803C1 (ru) * | 2018-06-21 | 2019-04-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | Фотокомпенсационный датчик плотности газов |
-
2019
- 2019-07-25 RU RU2019123387A patent/RU2713087C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1252731A1 (ru) * | 1985-03-26 | 1986-08-23 | Ульяновский политехнический институт | Магнитоэлектрический гальванометр |
DE19608944A1 (de) * | 1996-03-08 | 1997-09-11 | Daimler Benz Ag | Verfahren und Anordnung zur Auswertung von magnetooptischen Stromsensorsignalen |
WO2016112993A1 (de) * | 2015-01-16 | 2016-07-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Optoelektrische messvorrichtung und verfahren zum messen eines elektrischen stromes |
RU2680614C1 (ru) * | 2018-05-04 | 2019-02-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | Струйно-фотокомпенсационный пропорциональный регулятор |
RU2683803C1 (ru) * | 2018-06-21 | 2019-04-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | Фотокомпенсационный датчик плотности газов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4190804A (en) | Signal-conditioning circuits | |
Cioffi | A recording fluxmeter of high accuracy and sensitivity | |
CN106840359B (zh) | 一种用于激光测振仪的双光束干涉校准装置 | |
CN110050181A (zh) | 动态校准压力传感器的装置和方法 | |
US2661622A (en) | Electric vibration pick-up | |
KR20140113476A (ko) | 용량성 센싱 디바이스의 감도를 결정하는 장치 및 방법 | |
US3519095A (en) | Precision electromagnetic balance | |
US4034819A (en) | Electromagnetic compensating balance | |
US3286528A (en) | Device for measuring forces by application of the hall effect | |
Fujii | Toward establishing dynamic calibration method for force transducers | |
US2054672A (en) | Flux meter | |
US3243992A (en) | Gauging device | |
RU2713087C1 (ru) | Датчик регистрации пневмоимпульсов низкого давления | |
US3845659A (en) | Microtome having electro-mechanical knife controlling means | |
US3274833A (en) | Differential pressure transmitters | |
JP3731047B2 (ja) | 微小硬さ試験機 | |
CN106441403B (zh) | 桥式传感器初始零位电压调零方法 | |
US3832618A (en) | Electronic differential pressure transmitter | |
RU2680614C1 (ru) | Струйно-фотокомпенсационный пропорциональный регулятор | |
CN110940443B (zh) | 基于锆钛酸铅镧透明陶瓷巨弹光效应的力学传感器 | |
RU2683803C1 (ru) | Фотокомпенсационный датчик плотности газов | |
US2477085A (en) | Frequency controlled micrometer | |
CN111157149A (zh) | 一种基于微悬臂梁共振激发的光压力值测量装置及方法 | |
US3508437A (en) | Device for determining the internal friction of materials | |
JPH0572299A (ja) | 集積回路の電圧信号測定方法および測定装置 |