SU1224626A1 - Устройство дл измерени давлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, к устройствам дл  измерени  давлени  на объектах, подверженных воздействий измен ющихс  температуры и влажности. Цель изобретени  - повышение точности измерени  и объема информации о состо нии объекта. Корректирующие импульсы через элемент И.ПИ 16 вычитаютс  из записанного по информационному входу С 1 реверсивного счетчика 15 импульсов кода, несущего информацию о давлении . По команде, таймера 19 происходит преобразование, сопротивлени  термометра 6 с. помощью измерительного преобразовател  13. Коррекци  по температуре производитс  с помощью счетчика 18 импульсов блока 14 кор-. рекции, а измерение - с помощью преобразовател  13, счетчика 22, дешифратора 25 и индикатора 28 блока 20 индикации. Скорректированный по двум ветгичинам код, несущий информацию об измер емом давлении, преобразуетс  в семисегментньй код дешифратором 23 и значение давлени  отображаетс  на цифро. :5.эм индикаторе 26. Представлены описани  выполнени  блока коррекц и и блока индикации. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. О (О (Л с

Description

1

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к устройствам дл  измерени  давлени  на объектах, подверженных воздействию измен ющихс  температуры и влажност

Цель изобретени  - повышение точности измерени  и объема информации о состо нии объекта.

На фиг. 1 представлена конструкци  датчика давлени ; на фиг, 2 - структурна  схема устройства дл  измерени .давлени .

Датчик 1 содержит (фиг, 1) мембрану 2 с подвижным электродом, выполненную , например,в виде кремниевой пластины, полученной методом анзотропного травлени , корпуса 3 с резьбой. 4, ситалловой подложки 5, первого неподвижного электрода, выполненного в виде пленочного термометра 6 сопротивлени , например, в форме меандра.с контактными площадками 7, второго неподвижного электрода 8, гигроскопического материала 9 и разъема 10,

Устройство дл  измерени  давлени  (фиг, 2) содержит первый 11 и второй 12 Р змерительные преобразователи емкости в цифровой код, измерительный преобразователь 13 активного сопротивлени  в цифровой код, блок 14 коррекции, выполненный, например , в виде реверсивного счетчика 15 импульсов многовходового элемента ИЛИ 16 и первого 17 и второго 18 счетчиков импульсов с заданньм коэффициентом делени , таймер 19 и блок 20 индикации, состо щий, например , из первого 21 и второго 22 счечиков импульсов, первого 23, второго 24, третьего 25 дешифраторов цифрового кода в семисегментный код и первого 26, второго 27 и третьего 28 цифровых индикаторов. Кремниева  мембрана 2 закреплена на подложке 5 с помощью, напр:имер, ситаллоцемент 29. На ситалловой подложке 5, например , методом вакуумного напылени  изготовлена слоиста  структура, состо ща  из второго неподвижного металлического электрода 8, гигроскопческого материала 9, например, на онове охиси алюмини  и пленочного термометра 6 сопротивлени , выполненного , например, из платины. Мембрана 2 вместе со слоистой структурой также закреплена в корпусе 3, напр}тмер, с помощью ситаллоцемента.

2

В основании корпуса 3 установлен разъем 10, Нижн    поверхность мемб- раны 2 и верхн   поверхность термометра 6 сопротивлени  образуют емкостный преобразователь 30 давлени , а нкжР5   поверхность термометра 6 сопротивлени , гигроскопический материал 9 и электрод 8 образуют емкостный преобразователь 31 относи0 тельной влажности воздуха. К мембране 2, контактньм площадкам 7 и электроду 8 приварены электрические вЫво- ды, которые подключены к выводам разъема 10 (не показано) датчика 1. Од5 ни из обкладок емкостных преобразователей 30 и 31 и один из выводов термометра 6 сопротивлени  подключен к точке нулевого потенциала, К ней же подключены неинформационные входы

0 измерительных преобразователей 11-13.

Вторые обкладки емкостных преобразователей 30 и 31 подключены соответственно к информационным входам измерительных преобразователей 11

5 и 12, а второй вывод термометра 6 сопротивлени  подключен к информационному входу измерительного преобразовател  13,. Выход измерительного преобразовател  11 прдключен к пер0 вому информационному входу реверсивного счетчика 15 импульсов, второй выход которого соединен с выходом многовходового элемента И1Ш 16 блока 14 коррекции. Выход измерительноJ го преобразовател  12 соединен с информационными входами первого счетчика 1 7 блока 14 коррекции и первого счетчика 21 блока 20 индикации, а выход измерительного преобразоваQ тел  13 подключен к информационным входам второго счетчика 18 блока 14 коррекции и второго счетчика 22 блока 20 индикации,

Первый, второй и третий выходы 5 таймера 19 подключены соответственно к управл ющим входам измерительных преобразователей 11, 12 и 13, выходы первого 17 и второго 18 счетчиков блока 14 коррекции подключены 0 к входам многовходового элемента

ИЛИ 16, четвертый выход блока 19 управлени  подключен к входам установки нул  счетчиков 15, 17 и 18 блока

14коррекции и счетчиков 21 и 22

5 блока 20 индикации. Выходы счетчика

15импульсов блока 14 коррекции и первого 21, второго 22 счетчиков илпульсов блока 20 индикации.под .слючены через дешифраторы 23, 24, 25 соответственно к входам дифровых индикаторов 26, 27 и 28.

Устройство работает следующим образом.

Под действием прилагаемого давлени мембрана 2 прогибаетс ,емкость преобрзовател  30 измен етс  .По команде таймера 19 измерительный преобразователь 11 преобразует изменение этой емкости в нормированный число-импульсный код, т.е. число импульсов с выхода преобразовател  11 пропорционально измер емому давлению в соответствующих единицах. Это число записываетс  по первому входу С 1 реверсивного счетчика 15 импульсов блока 14 коррекции. Затем производитс  преобразование емкости преобразовател  31 влажности в нормированный число-импульсный код с помощью измерительного преобразовател  12. Молекулы воды абсорбируютс  гигроскопичным материалом 9, его диэлектрические характеристики измен ютс , что вызывает изменение емкости преобразовател  31, образованного структурой 6-8 (фиг. 1). Нормированный число-импульсный код с выхода измерительного преобразовател 

12 поступает на первый счетчик импульсов 21 блока 20 индикации, где считываетс , преобразуетс  с помощью дешифратора 24 в семисегментный код и отображаетс  на цифровом индикаторе 27 в единицах измер емой относительной влажности, а также на входы первого счетчика 17 с заданным коэффициентом делени , который вырабатывает корректирующие импульсы в зависимости от величины относитель-. ной влажности. При рассмотрении работы блока 14 коррекции условно прин то , что при увеличении относительной влажности и температуры абсолютна  погрешность измерени  давлени  возрастает в области положительных значений, поэтому реверсивный счетчик 15 работает в режиме вычитани , например, на его управл ющий вход 1 подаетс  уровень логического нул  (не показано).

Таким образом, корре1 тирующие импульсы через элемент ИЛИ 16 вычитаютс  из записанного по первому информационному входу С 1 реверсивного счетчика 15 импульсов кода, несущего информацию о измер емом давлении . Затем по команде таймера 19

5

0

5

0

5

0

5

0

5

происходит преобразование сопротивлени  термометра 6 с помощью измерительного преобразовател  13. Б данном случае коррекци  по температуре производитс  с помощью второго счетчика 18 импульсов блока 14 коррекции , а измерение с помощью преобразовател  13, второго счетчика 22, дешифратора 25 и индикатора 28 блока 20 индикац11и. Необходимое число корректирующих импульсов при реализации устройства достигаетс  путем подключени  определенных выходов счетчиков 17 и 18 импульсов соответствующих разр дов. Коррекци  дискретна . Скорректированный по двум вли ющим величинам (температура и влажность ) код, несущий информацию об измер емом давлении, преобразуетс  в семисегментный код дешифратором 23 и значение давлени  отображаетс  на цифровом индикаторе 26. По окончании цикла измерени  таймер 19 устанавливает в исходное состо ние измерительные преобразователи 11-13 и счетчики 15, 17, 18, 21, 22 блока коррекции индикации и процесс измерени  повтор етс .

Claims (1)

1. Устройство дл  измерени  давлени , содержащее емкостной измерительный преобразователь давлени , выполненный в виде мембраны, укрепленной в коопусе, и-первого неподвижного изолированного электрода, соединенного с входом первого измерительного преобразовател  емкости в цифровой код, и блок индикации, о т- л и ч а ю щ е е с   тем, что, с целью повышени  точности и информативности , в него введены измерительный преобразователь изменени  сопротивлени  в цифровой код, второй измерительный преобразователь изменени  емкости в цифровой код, блок ко ррек- ции и таймер, при этом первый неподвижный электрод емкостного измерительного преобразовател  давлени  выполнен в виде пленочного термометра сопротивлени , нанесенного на пластину,выполненную из гигроскопического диэлектрического материала и установленную на втором неподвижном электроде , которьм закрепление изол торе, размещенном в корпусе,при этом первый выход пленочного термометра сопротивлени  соединен с входом из.меритель51

кого преобразовател  изменени  сопротивлени  в цифровой код, а второй его вывод - с корпусом, второй непод- электрод соединен с входом второго преобразовател  изменени  емкости в цифровой код, выход первого и второго преобразователей изменени , емкости в цифровой код и выход преобразовател  изменени  сопротивлени  в цифровой код соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блотка коррекции, выходы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока индикации, при этом управл ющие входы первого и второго преобразователей изменени  емкости в код соединены соответственно с первым и вторым выходами таймера, управл ющий вход преобразовател  изменени  сопротивлени  в цифровой код соединен с третьим выходом таймера, четвертый выход которого соединен с входами сброса блока коррекции и блока индикации.

2, Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок коррекции выполнен состо щим из реверсивного счетчика импульсов, двух датчиков с делением и схемы ИЛИ, при этом

246266

первый вход блока коррекции соединен с первым входом реверсивного.счетчика импульсов, а второй и третий его входы - с входами соответственно вто- 5 рого и третьего счетчиков с делением, выходы которых соединены с входами схемы 1ШИ, выход которой соединен с BTOpbiM входом реверсивного счетчика импульсов., выход которого соединен с 10 первым выходом блока коррекции, а первый и второй выходы блока коррекции соединены соответственно с его первым и вторым входами.

15 3, Устройство по пп. 1 и 2, отличающеес  тем, что в нем блок индикации выполнен состо щим из двух счетчиков импульсов, трех дешифраторов и трех цифровых индика20 торов, при этом первый вход блока индикации соединен с последовательно включенными первым дешифратором и первым цифровым индикатором, второй - вход - с последовательно включенны25 ми первгзм счетчиком, вторым дешифратором и вторым цифровым индикатором, а третий вход - с последовательно включенными вторым счетчиком, третьим дешифратором и третьим цифровым

30 индикатором.

Редактор М.Товтин

Составитель А.Зосимов

Техред И.Попов1- ч Корректор.Е.Сирохман

Заказ 1941/39 Тираж 778 . .Подписное ВНИИ1Ш Государственного комитета СССР

по .делам .изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-ЗЗ, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул,Проектна , 4