SU1004783A1 - Устройство дл измерени давлени - Google Patents

Description

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

1

Изобретение относитс  к приборостроению , а именно к устройствам контрол  давлени , и может найти применение в химической машиностроительной и других отрасл х промышленности.

Известны устройства дл  измерени  давлени , содержащие упругий чувствительный элемент, дифференциальный . конденсатор и измеритель емкости 1.

Такие устройства не обеспечивают ю высокой точности из-за нелинейной зависимости емкостей дифференциального конденсатора от межэлектродного зазора .

Наиболее близким по технической 15 сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  механических величин в частности давлени  с помощью двух емкостных.датчиков, составл ющих дифференциальный конденсатор . Оно содержит две RC-цепи, в которые включены емкостные датчики, два триггера, два пороговых устройства,

входы которых соединены с выходами RC-цепей, а их выходы со входами три|- геров, управл ющих электрическими клю-. чами, через которые RC-цепи поочередно подключаютс  к источнику посто нного напр жени  2.

В данном устройстве емкости дифференциального конденсатора преобразуютс  в частотный сигнал, посто нна  составл юща  которого выдел ема  на выходах триггеров, пр мо пропорциональна отношению разности емкостей к их сумме, что определ ет линейную зависимость этого напр жени  от передвижени  подвижного элек трода дифференциального конденсатора.

Недостатком этого устройства  в- . л етс  его сложность, так как содержит много функциональных элементов, что снижает его надежность,

Claims (2)

1. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности. Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство, содержащее емкостный дифференциальный датчик давлени , не подвижные электроды которого включен в две врем задающие RC-цепи, соединенные с двум  пороговыми устройства ми и усилитель-регистратор снабжено включенными между выходами обоих RC-цепей двум  последовательно соеди ненными вентил ми, обща  точка которых соединена с заземленным подвижным электродом датчика, и двум  делител ми напр жени , каждый из которых подключен на второй вход соответствующего порогового устройства, при этом делители напр жени  включены параллельно RC-цеп м, а выходы ка дого порогового устройства соединены со входами соответствующих RC-цепи и делител  напр жени , подключенных ко входам другого порогового устройс ва, причем вход одного из пороговых устройств соединен с усилителем регистратором . На фиг. 1 предоставлена принципиальна  схема устройства; на фиг. 2 временна  диаграмма напр жений в раз личных точках схемы. Устройство содержит упругий чувст вительный элемент 1, с которым жестк св зан подвижный электрод 2 дифферен циального конденсатора, который вклю чает в себ  еще два неподвижных электрода 3 и , укрепленных на изол торах 5 и 6. Электроды 2 и 3 образуют емкость С, дифференциального конденсатора, а электроды 2 и 4 обра зуют емкость С п При равенстве давлении кости С L Сд. Если РО Р г 1 чувс вительный элемент 1 прогибаетс , С растет, а С уменьшаетс , при этом г - . г - о . S 1 - X 1 + X где X - перемещение подвижного элект рода 2 от первоначального положени , отнесенное к первоначальному зазору между подвижным 2 и неподвижным элект родом (3 или А) причем, величина X пр мо пропорциональна (Рт. P-f). Неподвижные электроды 3 и k подключены к преобразователю емкости в электрический сигнал, который включает в себ  два пороговых устройства 7 и 8, выполненные, например, на базе дифференциально-операционных усили- . телей, на неинвертирующие входы которых подключены делители напр жени  9 и 10, а на инвертирующие входы подключены выходы цепей 11 и 12, элементами которых  вл ютс  емкости Входы делител  9 и цепи 11 соединены с выходом порогового устройства 8, а входы делител  10 и цепи 12 соединены с выходом порогового устройства 7- Между неинвертирующими входами обоих пороговых устройств 7 и 8 включены два последовательно соединенных вентил  13 и 1, обща  точка которых соединена с корпусом, с которым электрически св зан также подвижный.электрод 2 дифференциального конденсатора, выходы одного из пороговых устройств 7 подключены на вход усилител  15 последовательно с которым включен индикатор 16. Преобразователь емкости в электрический сигнал представл ет собой автогенератор, причем сигналы на выходах обоих пороговых устройств 7 и 8 синфазны. При положительной пол рности напр жени  на выходе порогового устройства 7 равного + U- напр жение на неинвертирующем входе устройства 7 равно и,.где к| коэффициент делени  ( 1), а на инвертирующем входе напр жение близко к нулю и определ етс  падением напр жени  на вентиле 1, который при положительной пол рности напр жени  шунтирует конденсатор С, и, следовательно, на выходе порогового устройства 8 напр жение Ug также имеет положительную пол рность . На неинвертируйщем входе порогового устройства 7 устанавливаетс  напр жение Ц л- и„, где 1 Q коэффициент делени  делител  9 (, а форма сигнала на инвертирующем входе устройства 7 представлена на фиг. 2а. Вентиль 13 при положительной пол рности напр  хени  включен в обратном направлении и не преп тствует зар ду конденсатора С . В момент времени t 7Тй напр жение на конденсаторе С достигает величины 1п Ug, после чего пороговое устройство 7 срабатывает и мен ет знак напр жени  на .своем выходе . Изменение пол рности на выходе устройства 7 влечет за собой опрокидывание порогового устройства 8. При отрицательном напр жении на выходах обоих пороговых устройств 7 и 8 конденсатор С., шунтирован вентилем 13, а вентиль имеет обратное включение и происходит зар д конденсатора С (фиг. 2б). В момент времени Т t, где 2. 2 2и ;:;:. напр жение на выходах порогового устройства 8 станов тс  равными, после чего происходит срабатывание обоих пороговых уст ройства 7 и 8. Таким образом, сигнал на выходах обоих пороговых устройств 7 и 8 пред ставл ет собой последовательность пр моугольных импульсов (фиг.2Ь), причем длительность импульсов определ ,етс  параметрами одной RC-цепи (11) а интервал между ними определ етс  параметрами второй RC-цепи (12). При ,o,H(,l,o.n, период следовани  импульсов т (с,4Ч)кеи1а посто нна  составл юща  на выходе каждого порогового устройства равна - Сг и. Uo Сх) + Cj. значений учетом U X, т.е. посто нна  составл юща  сигнала на выходе пороговых устройств 7 и 8 пр мо пропорциональна давлению и после предварительного усилени  может быть использована в качестве выходного сигнала. l s 6 Формула изобретени  Устройство дл  измерени  давлени , содержащее емкостный дифференциальный датчик давлени , неподвижные электроды которого включены в две врем задающие RC-цепи, соединенные с первыми входами двух пороговых .устройств , и усилитель-регистратор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности, оно снабжено включенными между выходами обоих RC-цепей двум  последовательно соединенными вентил ми, обща  точка которых соединена с заземленным подвижным электродом датчика и двум  делител ми напр жени , каждый из которых подключен на второй вход соответствующего порогового устройства, при этом делители напр жени  включены параллельно RC-цеп м, а выходы каждого порогового устройства соединены со входами соответствующих RC-цепи и делител  напр жени , подключенных к входам другого порогового устройства, причем выход одного из пороговых устройств соединен с усилителем-регистра тором. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 553500, кл. G 01 L 9/Т2, 1975.
2. 2.Патент США W 3518536, кл. 32t-57, 1970 (прототип).