SU1278642A1 - Теплоэлектрический вакуумметр - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано дл  измерени  давлени  разреженного газа в вакуумных установках различного назначени . Цель изобретени  - расширение диапазона измерени  при одновременном исключении гистерезиса градуировочной характеристики и повышение помехоустойчивости . Параллельна  одновременна  работа мостовых схем 2 и 3 на одно О)

Description

измерительное устройство позвол ет исключить переключение режимов работы и гистерезис в показани х вакумметра . Дл  исключени  ложных отсчетов мостова  схема 3 подключена к источнику 1 питани  через делитель 6 напр жени , -интегр-ирующую

цепочку 7 и трансформатор 8 сопротивлени . Введение в устройство указанньк элементов обеспечивает защиту вакуумметра от действи  импульсных помех путем подавлени  высокочастотных составл ющих сигнала. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1

Изобретение относитс  к вакуумной манометрии, в частности к теплоэлектрическим вакуумметрам,.и может быть использовано дл  измерени  давлени  разреженного газа в вакуумных установках различного назначени .

Цель изобретени  - расширение диапазона измерени  теплоэлектричесКого вакуумметра при одновременном исключении гистерезиса градуировочной характеристики и повьшение его помехоустойчивости.

На чертеже представлена схема теплоэлектрического вакуумметра.

Теплоэлектрический вакуумметр содержит источник 1 питани , нагрузкой которого  вл ютс  мостова  схема 2 и дополнительна  мостова  схема 3. Кажда  мостова  схема состоит из четырех плеч.

Два плеча мостовой схемы 2 образованы омическими сопротивлени ми R1 и R2, причем R1 сделано переменным . Третье плечо этой мостовой схемы образовано чувствительным (к давлению газа) элементом R3,..четвертое плечо - двум  последовательно соединенными чувствительными элементами Н4 и R5. Все три чувствительных элемента (R3, R4, R5), полностью идентичных между собой, смонтированы внутри корпуса датчика 4. При этом элементы R4 и R5 выполн ют роль термокомпенсатора.

. Два плеча дополнительной мостовой схемы 3 образованы омическими сопротивлени ми Кб и R7, причем R6 сделано переменным. Третье плечо-этой мос .товой схемы образовано термочувствительным сопротивлением R8, четвер-; тое - чувствительным (к давлению) элементом R9. Чувствительный элемент R,9 смонтирован внутри корпуса датчика 4, термочувствительное сопротивление R8 смонтировано внутри кабельной части 5 электрического разъема датчика .

Дополнительна  мостова  схема 3 подключена к источнику 1 питани  через последовательно соединенные де- литель 6 напр жени  (резисторы RIOH R1 1) , интегрируюш,ую цепочку 7(конденсатор СИ и проходной резистор

Ri2) и трансформатор В сопротивлени , вьшолненный, например, по схема эмиттерного повторител .

Выходной сигнал мостовой схемы 2,

снимаемый с диагонали а-Ъ, подаетс  через нормирующий усилитель 9 на один из входов с мматора 10. На второй вход этого c ммaтopa через нормирующий усилитель I1 подаетс  выходной сигнал дополнительной мостовой схемы 3 снимаемы с чувствительного элемента R9. Выход сумматора 10 сое:динен с измерительным устройством 12.

Источник 1 питани , элементы обеих мостовых схем 2 и 3 (за исключением чувствительных и компенсационных элементов R3--R5 и R8, R9) делитель 6 напр жени  (R10 и RI1),интеГрирующа  цепочка 7 (С1 и R12), трансформатор 8 сопротивлени , нормирующие усилители 9 и П, сумматор 1 О и измерительное устройство 12 смонтированы в отдельном блоке 13, так называемом измерительном блоке

теплоэлектрического вакуумметра.

Измерительный блок 13 соединен с датчиком 4 через соединительный кабель14 . Дл  соединени  с блоком 13 и датчиком 4 соединительный кабель 4

снабжен соответствующими электрическими разъемами 5 и 15 с

Теплоэлектрический вакуумметр работает следующим образом.

Источник 1 питани  поддерживает ток, протекающий через мостовую схему 2, на посто нном, заранее определенном уровне. При этих услови х напр жение разбаланса на выходе мостовой схемы 2, снимаемой с диагонали 8.-Ъ, однозначно зависит от давлени , причем эта зависимость сдвинута в область относительно низких давлений ( Па). Автоматическа  коррекци  выходного сигнала мостовой схемы 2 от изменени  температуры внешней среды осуществл етс  с помощью последовательно соединенных чувствительных элементов R4 и R5, включенньк в плечо мостовой схемы 2, смежное плечу с чувствительным элементом R3, элементы- R4 и R5 расположены внутри корпуса датчика 5.

На дополнительную мостовую схему 3 напр жение от источника 1 питани  за счет использовани  отрицательной обратной св зи подаетс  так, чтобы автоматически обеспечивалс  баланс моста. При этих услови х сопротивление чувствительного элемента R9 поддерживаетс  за счет изменени  мощности его нагрева на посто нном уровне, а напр жение питани  чувствительного элемента R9 однозначно зависит от давлени , причем эта зависимость сдвинута в область относительно высоких давлений (1-1С Па). Автоматическа  коррекци  выходного сигнала мостовой схемы 3 от изменени  температуры внешней среды осуществл етс  с помощью термокомпенсатора R8, Термокомпенсатор R8, сопротивление которого зависит от температуры внешней среды, включен в плечо мостовой схемы 3, смежное плечу с чувствительным элементом R9, при этом термокомпенсатор R8 размещен в кабельной части электрического разъема 5 датчика 4.

Выходные сигналы обеих мостовых схем имеют не только различную зависимость от давлени , но и различные значени  по абсолютной величине Дл  мостовой схемы 2 выходной сигнал при изменении давлени  измен етс  в пределах несколько милливольт а дл  дополнительной мостовой схемы 3 выходной сигнал измен етс  в пределах нескольких вольт.

С целью приведени  обоих сигналов к виду, удобному дл  сравнени , а также дл  коррекции чувствительности сигналов в различных участках диапазона измерени , в схему вакуумметра введены нормирующие усилители 9 и 11, на вход которых подаетс  выходной сигнал мостовых схем 2 и 3 соответственно . Выходные сигналы с нормирующих усилителей 9 и 1 подаютс  на входы сумматора 10, с выхода которого сигнал поступает на измерительное устройство 12.

Таким образом, предлагаема  параллельна  одновременна  работа двух мостовых схем на одно измерительное устройство позвол ет исключить переключение режимов работы, а значит и

гистерезис в показани х теплоэлектрического вакуумметра.

С целью исключени  ложных отсчетов , причиной которых могут служить

импульсные помехи, попадающие в цепь обратной св зи питани  дополнительной мостовой схемы 3 особеннов об ласти низких давлений, последн   подключена к источнику 1 питани  через последовательно соединенные делитель 6 напр жени  (R10, R11) , интегрирующую цепочку 7 (С1, R12) и трансформатор 8 сопротивлени , выполненный например, по схеме змиттерного повторител .

Кроме ложных отсчетов, импульсные помехи могут возбуждать в цепи питани  дополнительной мостовой схемы . 3 переходные процессы в виде затухающих низкочастотных колебаний, амплитуда которых пропорциональна амплитуде импульсной помехи, а длительность - инерционности чувствительного элемента R9. Наибольша  дополнительна  погрешность от импульсных помех имеет место при низких давлени х,при которых соотношение между сигналом помехи и полезным сигналом, а также инерционность чувствительного элемента - наибольшие.

Claims (1)

1. Введенные в тракт питани  дополнительной мостовой схемы 3 последова .тельно включенные делитель 6 напр жени  (RIO, R11), интегрирующа  цепочка 7 (С1, R12) и трансформатор 8 сопротивлени  обеспечивают защиту вакуумметра от действи  импульсных помех путем подавлени  высокочастотных составл ющих сигнала в (Rll/RlO+l) раз при беспреп тственном пропускаНИИ низкочастотных составл ющих. Одновременно уменьшаютс  также амплитуда и длительность переходных процессов в дополнительной мостовой схеме 3, вызываемых импульсными помеха ми. Это уменьшает соотношение между сигналом помехи и полезным сигналом а значит уменьшает дополнительн то погрешность измерени , вызываемую импульсными помехами. Размещение термокомпенсационного сопротивлени  R8 в кабельной части электрического разъема 5 позвол ет уменьшить число герметичных электри ческих вводов в датчике 4 по крайне мере на один ввод, что существенно упрощает конструкцию датчика. Экспериментальна  проверка подтвердила возможность создани  предлагаемого термоэлектрического вакуу метра. Применение предлагаемого вакуумметра наиболее целесообразно дл контрол  давлени  в широком интерва ле (Ю -1СГ Па) в автоматически управл емых вакуумных системах с боль шим уровнем импульсных помех (т.е. установок с мощными потребител ми, электроэнергии, которые необходимо включать и выключать по ходу проведени  процесса в зависимости от достигнутого давлени ). Формула изобретени 1. Теплоэлектрический вакуумметр содержащий датчик сопротивлени  с электрическим разъемом с чувствительньм и компенсационным элементами , включенными в мостовую измерительную схему и размещенными внутри корпуса датчика, источник питани , подключенный к мостовой схемеj и регистрирующий прибор, о т л ичающийс  тем, что, с целью распирени  диапазона измерений при одновременном уменьшении гистерезиса градуировочной характеристики, в датчик сопротивлени  введены дополнительные чувствительный и компенсационный элементы, первый из которых размещен внутри корпуса датчика, а второй - в кабельной части электрического разъема датчика, а в измерительную схему введены сумматор, два нормирующих усилител  и-дополнительна  мостова  схема, в которую включены дополнительные чувствительный и компенсационный элементы, при этом регистрирующий прибор подключен к выходу сумматора, входы которого соединены через нормирук цие усилители с выходами обеих мостовых схем, причем допотшительный Чувствительный элемент соединен с дополнительным компенсационным элементом, а их обща  точка подключена к источнику питани  . 2, Вакуумметр по п. 1, о т л ич а ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  его помехозащищенности,источник питани  подключен к дополнительной мостовой схеме через последовательно соединенные делитель напр жени , интегрирующую цепочку и эмиттерный повторитель.