SU1569610A1 - Устройство дл измерени давлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к приборостроению и позвол ет повысить точность измерений давлени  за счет введени  коррекции динамической погрешности. Дл  этого нар ду с чувствительным элементом 1, св занным посредством рычага 2 с катушкой 5 магнитоэлектрического обратного преобразовател , нуль-органом 3, усилителем 19 и резистором нагрузки 7, устройство содержит дополнительный резистор 4, компаратор 8, инвертор 9, три схемы И 10, 13, 16, два реверсивных счетчика 11 и 24, цифро аналоговый преобразователь 14, генератор 15 тактовых импульсов, делитель 17 частоты, блок 18 переключени  диапазона измерени  18, блок 20 управлени , блок 21 цифровой коррекции, регистр 25, блок 26 цифровой индикации, две схемы ИЛИ 12 и 22 и аналоговый индикатор 27. Устройство обеспечивает коррекцию погрешности, обусловленной колебани ми чувствительного элемента при переходных процессах, имеет автоматический и ручной выбор диапазона измерени  и позвол ет регистрировать как текущее, так и максимальное значени  измер емого давлени . 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

.„ Щ

Г

о

СП

@э

№

ОЭ

три схемы И 10, 13, 16, два реверсивных счетчика 11 и 24, цифроапалоговый преобразователь 14, генератор 15 тактовых импульсов, делитель 17 час- тоты, блок 8 переключени  диапазона измерени , блок 20 управлени , блок 21 цифровой коррекции, регистр 25, блок 26 цифровой индикации, две схемы ИЛИ 12 и 22 и аналоговый индика-

,

Изобретение относитс  к приборостроению и может быть использовано дл  измерени  давлени ,

. Целью изобретени    ч п етс  повышение точности иомеренмп за счет введени  коррекции динамической погрешности .

На фиг, представлена структурна  схема устройства дл  измерени  давлени ; на фиг.2 - функциональна  схема блока цифровой коррекции; на фиг,3 - функциональна  схема блока занесени  начального кода; на фиг,4 - функциональна  схема блока пеоеключени  диапазона измерени ; на фиг.5 - функциональна  схема блока упоавлени ; на фиг,6 - блок цифровой индикации; на фиг,7 - временна  диаграмма работы устройства в режиме непрерывного измерени  давлени  при автоматическом переключении диапазона измере ни ; на фиг,8 - временна  диаграмма работы устройства при измерении максимального значени  давтени .

Устройство дл  измерени  давлени  (фиг.) содержит чувствительный элемент 1, выполненный в виде калиброванной приемной площадки, рычаг 2S нуль-орган 3, первый резистор 4, магнитоэлектрический обратный преобразователь с катушкой 5 в зазоре посто нного магнита 6, второй резистор 7, компаратор 8, инвертор 9, первую схему И ID, первый реверсивный счетчик 11, первую схему ИЛИ 12, вторую схему И 139 цифроаналоговый преобраз ватель (ЦАП) 14, генератор 15 тактовых импульсов, третью схему И 16, делитель 17 частоты, блок 8 переключени  диапазона измерени , усилитель 19, блок 20 управлени , блок 2 цифровой коррекции, вторую схему ИЛИ 22, блок 23 занесени  начального кода3 второй реверсивный счетчик 24,

тор 27, Устройство обеспечивает коррекцию погрешности, обусловленной ко- небани ми чувствительного элемента при переходных процессах, имеет автоматический и ручной выбор диапазона измерени  и позвол ет регистрировать как текущее, так и максимальное значени  измер емого давлени . 4 з.п. ф-лы, 7 ил,

20

25

30

35

55

40

45

регистр 25, блок 26 цифровой индикации и аналоговый индикатор 27 .

Блок 21 цифровой коррекции (фиг,2) содержит реверсивный счетчик 28, первую схему И 29, схему 30 задержки, вторую схему И 31, регистр 32 и формирователь 33 ,

Блок 23 занесени  начального кода (фиг.З) содержит триггер 34, схему ИЛИ 35, задатчик 36 кода и блок 37 схем 2И-ИЛИ.

Блок 18 переключени  диапазона измерени  (фиг, О содержит две схемы И 38 и 39, формирователь 40, два триггера 4 и 42, две схемы ИЛИ 43 и 44, два тумблера 45 и 46, семь резисторов 47-53, усилитель 54, коммутатор 55, схему 56 задержки и переключатель 57,

Блок 20 управлени  (фиг.5) содержит одновибрат р 58 s триггер 59, первую схему ИЛИ 60, первую схему И 61, два формировател  62 и 63, кнопку 64, два тумблера 65 и 66, два резистора 67 и 68, конденсатор 69, третий формирователь 70, вторую схему ИЛИ 71, вторую схему И 72, второй и третий триггеры 73 и 74,

Блок 26 цифровой индикации (фиг.6) содержит светодиод 75, резистор 76, блок дешифраторов 77 и 78 и блок цифровых индикаторов 79 и 80,

Счетчики 11 (двоичный) и 24 (двоично-дес тичный) работают параллельно , значение кода счетчиков пропорционально измер емому давлению. Переключением тумблера блока 20 управлени  задаетс  режим работы ( режим непрерывного измерени  давлени  либо его максимального значени ). Переключение диапазона измерени  (ручное или автоматическое) задаетс  тумблерами блока 18.

Устройство дл  измерени  давлени  работает следующим образом.

В исходном состо нии реверсивные счетчики 11, 24 и 28 сброшены сигналом Сброс (фиг,7а), который выра

батываетс  на третьем выходе блока 20 управлени  при включении напр жени  питани . На выходе ЦАП & в исходном состо нии напр жение равно нугао и ток с выхода 6 блока 18 через обмотку 5 не протекает.

Под действием давлени  (струи газа ) , действующего на чувствительный

фиг.7), реверсивный счетчик 28 переводитс  в режим вычитани , а его содержимое делитс  на два, дл  чего он сначала переписываетс  по стробу (фиг.7ж) в регистр 32, а затеи со сдвигом на один разр д оп ть заноситс  по сигналу занесени  (фиг,7з) в реверсивный счетчик 28. Далее реве сивные счетчики 11 и 24 работают в режиме сложени , а реверсивный счетчик 28 - в режиме вычитани , В момент, когда реверсивный счетчик 28 приходит в нулевое состо ние, ведает

элемент 1, рычаг 2 отклон етс  и ера- 15 с  сигнал строба (фиг.7и), осущестбатывает нуль-орган 3, что приводит к по влению на выходе компаратора 8 высокого уровн  напр жени  (фиг.76), При нажатии кнопки Пуск блока 20 управлени  на его первом выходе формируетс  импульс (фиг,7в), который устанавливает триггеры 59 (фиг.7г) и 74 (фиг,7д) и сбрасывает триггер 73 (фиг.7е). Триггер 42 блока 18 переключени  диапазона измерени  сброшен в нуль, что соответствует первому диапазону измерени  (включен ключ 1 коммутатора 55).

Импульсы с выхода генератора 15 тактовых импульсов поступают на тактовый вход дес тичного реверсивного счетчика 24 и через делитель частоты 17 на дес ть на тактовый вход двоичного реверсивного счетчика 1, На выходе ЦАП 14 нарастает напр жение и в обмотку 5 поступает ток, заставл ющий рычаг 2 перемещатьс  против приложенного усили .

В момент срабатывани  нуль-органа 3 на выходе компаратора 8 по витс  напр жение низкого уровн  (фиг.7б). Это приводит к сбросу триггера 74, установке триггера 73 блока 20 управлени  и переводу реверсивных счетчиков 11 и 24 в режим вычитани . Момент t, (фиг. 7) соответствует пере- компенсации за счет инерции магнитоэлектрического обратного преобразовател .

Сигнал с четвертого выхода блока 20 управлени  разрешает прохождение импульсов на тактовый вход реверсивного счетчика 28 блока 21 цифровой коррекции, работающего в режиме слежени  .

Когда второй полупериод колебани  рычага 2 заканчиваетс , на выходе компаратора 8 оп ть по вл етс  напр жение высокого уровн  (момент t2 на

вл ющий перепись информации с реверсивного счетчика 24 на выходной регистр 25. Результат измерени  с регистра 25 поступает в блок 26 цгфро-

20 вой индикации и представл ет собой значение, соответствующее точному переходу рычага 2 через нейтральное положение. Дальнейшее измерение происходит аналогично описанному.

25 Если код на выходе ЦАП 14 превыша ет заданное значение, срабатывает схема И 13, триггер 42 блока 18 пере ключени  диапазона измерени  устанав ливаетс  в единицу, измен   коэффи-

30 циент усилени  усилител  54 за счет переключени  резисторов 49 и 50 в цепи его обратной св зи в К (напри мер,; в 10) раз. Одновременно в реверсивные счетчики 11 и 24 заноситс 

jc начальный код, соответствующий данному диапазону измерени . При этом в двоично-дес тичный реверсивный счетчик 24 занесение кода и его сброс происходит по стробу занесени  (пер-

4Q вый управл ющий вход счетчика), но на входы установки с выходов блока 23 занесени  начального кода подключаетс  заданный код или нуль.

Если и на втором диапазоне измере-

45 ни  код превышает заданное значение, срабатывает триггер 41 переполнени , и срабатывает триггер 59, Этот сигнал индицируетс  светодиодом блока 26 цифровой индикации. На втором выходе

50 блока 20 управлени  по вл етс  нулевой сигнал, который запрещает прохождение тактовых импульсов через схему И 16, и работа устройства заканчиваетс .

55 В режиме регистрации максимального значени  давлени  (фиг.8) включают тумблер 65 блока 20 управлени . При этом работа устройства аналогична описанной, но при по влении сигнала

фиг.7), реверсивный счетчик 28 переводитс  в режим вычитани , а его содержимое делитс  на два, дл  чего оно сначала переписываетс  по стробу (фиг.7ж) в регистр 32, а затеи со сдвигом на один разр д оп ть заноситс  по сигналу занесени  (фиг,7з) в реверсивный счетчик 28. Далее реверсивные счетчики 11 и 24 работают в режиме сложени , а реверсивный счетчик 28 - в режиме вычитани , В момент, когда реверсивный счетчик 28 приходит в нулевое состо ние, ведает-

вл ющий перепись информации с реверсивного счетчика 24 на выходной регистр 25. Результат измерени  с регистра 25 поступает в блок 26 цгфро-

20 вой индикации и представл ет собой значение, соответствующее точному переходу рычага 2 через нейтральное положение. Дальнейшее измерение происходит аналогично описанному.

25 Если код на выходе ЦАП 14 превышает заданное значение, срабатывает схема И 13, триггер 42 блока 18 переключени  диапазона измерени  устанавливаетс  в единицу, измен   коэффи-

30 циент усилени  усилител  54 за счет переключени  резисторов 49 и 50 в цепи его обратной св зи в К (напри мер,; в 10) раз. Одновременно в реверсивные счетчики 11 и 24 заноситс 

jc начальный код, соответствующий данному диапазону измерени . При этом в двоично-дес тичный реверсивный счетчик 24 занесение кода и его сброс происходит по стробу занесени  (пер-

Q вый управл ющий вход счетчика), но на входы установки с выходов блока 23 занесени  начального кода подключаетс  заданный код или нуль.

Если и на втором диапазоне измере-

5 ни  код превышает заданное значение, срабатывает триггер 41 переполнени , и срабатывает триггер 59, Этот сигнал индицируетс  светодиодом блока 26 цифровой индикации. На втором выходе

0 блока 20 управлени  по вл етс  нулевой сигнал, который запрещает прохождение тактовых импульсов через схему И 16, и работа устройства заканчиваетс .

5 В режиме регистрации максимального значени  давлени  (фиг.8) включают тумблер 65 блока 20 управлени . При этом работа устройства аналогична описанной, но при по влении сигнала

-ja выходе б,лока 21 цифровой коррекции (фиг.8и), на выходе схемы И 61 по вл етс  сигнал, сбрасывающий триггер 59 работы (Фиг.8г) блока 20 управле- ии .

При ручном переключении диапазона измерени  в блоке 18 тумблер 45 включен и триггер 42 диапазона устанавливаетс  в заданное состо ние принуци- телыю тумблером 46, Дополнительно переключение шкалы может быть осуществлено переключателем 57,

Дл  повышени  точности отсчета емкость реверсивных счетчиков 24 и 28 больше емкости реверсивного счетчика 11 в Д раз, где Д - коэффициент пересчета делител  17 частоты.

Таким образом, благодар  введению цифровой -коррекции повышаетс  ность измерений давлени ,, Преимуществами устройства  вл ютс  также автоматический и ручной выбор диапазона измерени , представление информации одновременно в аналоговом и цифровом видах, возможность регистрации как текущего, так и максимального значений измер емого давлени  или усили ,

Фо рмула изобретени 

Claims (2)

1.Устройство дл  измерени  давлени , содержащее чувствительный -элемент , кинематически св занный посредством рычага с катушкой магнитозлек- трического обратного преобразовател , нуль-орган положени  рычага, усилитель , источник напр жени  и резистор нагрузки, отличающеес  -тем, что, с целью повышени  точности измерений за счет введени  коррекции динамической погрешности, оно снабжено компаратором, инвертором, двум  реверсивными счетчиками, цифроанало- говым преобразователемj генератором тактовых импульсов, делителем частоты , блоком переключени  диапазона измерени , блоком управлени , блоком цифровой коррекции, регистром, блоком цифровой индикации, аналоговым индикатором, трем  схемами И, двум  схемами ИЛИ и дополнительным резистором , причем выводы нуль-органа соединены соответственно с источником напр жени  и первым входом компара- тора который через дополнительный резистор соединен также с общей шиной источника напр жени , второй вход компаратора соединен с клеммой опор5

0

0

5 0 5 0 5

ного напр жени , первый вход блока переключени  диапазона измерени , вторые управл ющие входы первого и второго реверсивных счетчиков и третий вход блока управлени  соединены с выходом компаратора, который через инвертор подключен также к первому входу первой схемы И, второй вход и выход которой соединены соответственно с выходом переноса первого реверсивного счетчика и первым входом первой схемы ИЛИ, четвертый информационный вход первого реверсивного - счетчика соединен с клеммой положительного потенциала источника напр жени , а его остальные информационные входы соединены с общей шиной, первый управл ющий, тактовый и сбросовый входы первого реверсивного счетчика соединены соответственно с четвертым выходом блока переключени  диапазона измерени ,, выходом делител  частоты и вь ходом первой схемы ИЛИ, - информационные выходы первого реҐер- сивного счетчика соединены с соответствующими входами цифроаналогового преобразовател , а четыре старших разр да соединены также с соответствующими четырьм  входами второй схемы И, второй, третий и четвертый входы и второй выход блока переключени  диапазона измерени  соединены соответственно с выходом второй схемы И, выходом цифроаналогового преобразовател , первым выходом и первым входом блока управлени , первый третий, четвертый, п тый и шестой выходы блока переключени  диапазона измерени  соединены соответственно с первым входом блока цифровой индикации, первым входом второй схемы ИЛИ, первым входом блока занесени  начального кода, первым управл ющим входом регистра и через резистор нагрузки с первым выводом катушки магнитоэлектрического обратного преобразовател , второй вывод которой соединен с общей шиной,, выход цифроаналогового преобразовател  соединен также с входом усилител , выход которого соединен с входом аналогового индикатора, первый и второй входы третьей схемы И соединены соответственно с выходом генератора тактовых импульсов и вторым выходом блока управлени , первый выход которого соединен с третьим входом первой схемы ИЛИ, вторым входом делите-

91

л  частоты и вторыми входами блока занесени  начального кода и второй схемы ИЛИГ третий выход блока управлени  соединен с вторым входом первой схемы ИЛИ и с третьими входами второй схемы ИЛИ и блока занесени  нчального кода, четвертый, п тый, шестой и седьмой выходы и второй вход блока управлени  соединены COOT ветственно с третьим, первым, п тым и четвертым входами и выходом блока цифровой коррекции, выход которого соединен также с вторым управл ющим входом регистра и (п+2)-м входом блока цифровой индикации, выход третьей схемы И соединен с первым входом делител  частоты, вторым входом блока цифровой коррекции и тактовым входом второго реверсивного счетчика, первый управл ющий} информационные входы и выходы второго реверсивного счетчика соединены соотвественно с выходом второй ИЛИ, выходами блока занесени  начального кода и информационными входами регистра , а выходы регистра соединены с вторым - (п+1)-м входами блока цифровой индикации и  вл ютс  также выходными шинами устройства,

2.Устройство по п.1, о т л и - чающеес  тем, что в нем блок цифровой коррекции содержит реверсивный счетчик, регистр, формирователь , схему задержки и два схемы И, причем второй управл ющий вход реверсивного счетчика, первый и второй входы первой схемы И, объединенные вход схемы задержки и управл ющий вход регистра  вл ютс  соответствен- но первым, вторым, третьим и четвертым входами блока цифровой коррекции , первый управл ющий, тактовый и информационные входы реверсивного счетчика соединены соответственно с выходами схемы задержки, первой схемы И и сдвинутыми на один разр д выходами регистра, выходы реверсивного счетчика соединены с соответствующими входами регистра и второй схемы И, дополнительный вход которой  вл етс  п тым входом блока цифровой коррекции , а выход второй схемы И соединен с входом формировател , выход которого  вл етс  выходом блока цифровой коррекции.

3,Устройство по пп.1 и 2, о т л и чающ,еес  тем, что в нем блок занесени  начального кода содержит

юю

юипер, зацатчик кода, схему lL J.1 и блок схем 2И-1ШП, причем установочный вход триггера, первый и второй ,. входы схемы ИЛИ  вл ютс , соответственно , первым, рторчм и третьим ихорами блока занесени  начального кода выход схемы ИЛИ соединен со сбросовы входом триггера, пр мой и инверсный выходы триггера соединены соответственно с вторыми и четвертыми  хо- дами схем 2И-ИЛИ, первые и треты- входы которых соединены соответственно с выходами задагчнка кода и общей шиной, а выходы схем 2П-НЛИ  вл ютс  выходами блока занесени  начального коца.

, Устрогстко ьо иг, 1-3, о т л и - ч ю гц е е с   ч го л нем о.чск переключени  диапазона из.сре. пч со - держит две схемы П5 д;:е II. il. формт-:розател1.5 два тр-;ггсоа. cev-L. з сторрв, два туолер, ус .п с г-, коммутатор, схему задержки и г. к чочатель 5 причем гервге и второе ; -:олы первой т; вгог.и. схем :1 обт-г Н непь и  вл ютс  ьерБьп и згоркм входами блока переключение га п.с зе а измерени , вход уен. Ч-п ел - резистор соединен с третьим зходэм о., о - ка, объединенные сбросовый г-ход первого триггера и первый вход первой схемы ИЛИ  вл ютс  четвертым PXGJ,O блока, обннй контакт псрзох о IVMOJU - pa соединен с клеммой положигельнс о потенциала источника п:шгг. ени  , с: о нормально разомкну1ый контакт соединен с общим контактом второго лсра, нормально замкнутый   pd ;оьтчу тый контакты которого соединены с вторь ы входами СООТРОгс венло первой и второй схем ИЛИ и через второй и третий резисторы - с шиной, установочный и сбросовый входь1 второго гр:п гера соединены соответственно с выходами второй и первой схем . ИЛИ, пр мой выход первого триггера , объединенные выход второй схемы И и установочный вход первого триггера и выход схем.: задержки  вл ютс  соответственно первым, вторым и третьим выходами блока переключени  диапазона измерени , объединенные выход первой схемы и и вход формировател   вл ютс  че вертым выходом блока , объединенные пр мой выход второго триггера, третий вход второй схемы И и четвертый вход коммутатора чвл -. ютс  п тым выходом бпока, общий кок-

и15

такт переключател   вл етс  шестым выходом Сщока, выход формировател  соединен с входом схемы задержки и первым входом второй схемы ИЛИ, инверсный выход второго триггера соединен с третьим входом первой схемы И и вторым входом коммутатора, первый и третий входы которого соединены с входом усилител , а первый и второй выходы через четвертый и п тый резисторы соответственно соединены с выходом усилител , который через шестой и седьмой резисторы соответственно соединен с первым и вторым контактами переключател ,

5,Устройство по пп.1-45 отличающеес  тем, что в кем блок управлени  содержит одновибратор, три триггера, две схемы ИЛИ, цве схемы И, три формировател , кнопку, два тумблера, два резистора и конденсатор причем первый иход первой схемы ИЛИ, объединенные не рвый вход первой схемы И и второй вход второй схемы ИЛИ, объединенные входы первого и второго формирователей  вл ютс  соответственно первым, вторым и третьим входами блока.управлени , общий контакт кнопки соединен с клеммой положительного потенциала источника напр жени , а ее нормально разомкнутый контакт соединен с входом одновибратора, выход которого соединен с установочным входом первого триггера и первым входом второй схемы ИЛИ и  вл етс  первым выходом блока управлени ,

5

0

5

0

5

пр мой выход первого триггера объединен с первым входом второй схемы И и  вл етс  вторым выходом блока управлени , выход третьего формировател  объединен с третьим входом первой схемы PLTIH и  вл етс  трегьим выходом блока управлени , пр мой выход второго -риггера, пр мой и инверсный выходы третьего триггера и объединенные выход второй схемы И и сбросовый вход третьего триггера  вл ютс  соответственно четвертым, п тым, шестым и седьмым выходами блока управлени , общие контакты первого и второго тумблеров соединены соответственно с дьум  клеммами положительного потенциала источника напр жени , разомкнутый контакт первого тумблера через первый резистор соединен с общей шиной и непосредственно с вторым входов первой схемы И, выход которой соединен с вторым входом первой схемы ИЛИ, выход которой соединен со сбросовым входом первого триггера , разомкнутый контакт второго тумблера через второй резистор соединен с входом третьего формировател , который через конденсатор соединен также с общей тиной, выход первого формировател  соединен с установочным входом второго триггера, выход второ- 10 формировател  соединен с вторым входом второй схемы И, а выход второй схемы ИЛИ соединен со сбросовым входом второго и установочным входом третьего триггеров,

Вх.2

45

-CZH Фиг.4

Вьае.1

52 51 Вьаг.5

8ш.6

+U %

-v-

Фиг 1

ж 3 и

Фиг &