SU1679226A1

SU1679226A1 - Pressure sensor

Info

Publication number: SU1679226A1
Application number: SU894683795A
Authority: SU
Inventors: Юрий Николаевич Ямников; Александр Вениаминович Галюс; Игорь Тадеевич Секета; Василий Владимирович Билянский
Original assignee: Научно-производственное объединение по сельскохозяйственному машиностроению
Priority date: 1989-02-03
Filing date: 1989-02-03
Publication date: 1991-09-23

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени расходов жидкостей. Целью изобретени вл етс повышение эффективности за счет расширений области применени и упрощение конструкции. Устройство состоит из корпуса 1 с установленным в нем манометрическим элементом в виде трубки Бурдона 2. один конец которого жестко закреплен в держателе 3, а другой его подвижный конец соединен с пластиной 5 конденсатора, неподвижна пластина 4 которого установлена на держателе 3 и электрически св зана с корпусом . При этом пластина 5 подключена к электронному преобразователю 6, установленному на держателе 3. и крепитс к подвижному концу трубки Бурдона 2 с помощью переходника 7 через изол тор 8. Под действием давлени жидкости трубка Бурдона деформируетс и перемещает пластину 5 конденсатора, при этом измен етс частота выходного сигнала, который пропорционален расходу жидкости. 2 ил.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure the flow rates of liquids. The aim of the invention is to increase efficiency by expanding the scope and simplifying the design. The device consists of a housing 1 with a Bourdon tube pressure gauge 2 installed in it. One end of which is rigidly fixed in the holder 3, and its other movable end is connected to a capacitor plate 5, the fixed plate 4 of which is mounted on the holder 3 and is electrically connected with case. The plate 5 is connected to the electronic converter 6 mounted on the holder 3. and attached to the movable end of the Bourdon tube 2 by means of the adapter 7 through the isolator 8. Under the pressure of the liquid, the Bourdon tube deforms and moves the plate 5 of the capacitor, and the frequency output signal, which is proportional to fluid flow. 2 Il.

Description

Изобретение относится к измерительной техн!$ке и может быть использовано для контроля расхода жидкости.The invention relates to measuring technology! $ Ke and can be used to control fluid flow.

Цель изобретения - повышение эффективности за счет расширения области применения и упрощения конструкции.The purpose of the invention is to increase efficiency by expanding the scope and simplifying the design.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике давления, содержащем корпус, держатель, манометрический элемент в виде трубки Бурдона и конденсаторный преобразователь, состоящий из электронного преобразователя и пластинчатого конденсатора, одна из пластин которого закреплена неподвижно на корпусе, а вторая пластина на подвижном конце трубки Бурдона и связана с электронным преобразователем. пластины конденсатора установлены параллельно друг другу и под углом 2-5° к горизонтальной оси преобразователя, которая перпендикулярна оси держателя, при этом неподвижная пластина электрически связана с корпусом преобразователя, а электронный преобразователь выполнен в виде управляемого генератора частоты с емкостной обратной связью.This goal is achieved by the fact that in the pressure sensor containing the housing, holder, gauge element in the form of a Bourdon tube and a capacitor transducer consisting of an electronic transducer and a plate capacitor, one of the plates of which is fixedly mounted on the housing, and the second plate on the movable end of the Bourdon tube and is connected to an electronic converter. the capacitor plates are installed parallel to each other and at an angle of 2-5 ° to the horizontal axis of the converter, which is perpendicular to the axis of the holder, while the fixed plate is electrically connected to the converter case, and the electronic converter is made in the form of a controlled frequency generator with capacitive feedback.

Сущность изобретения состоит в том, что расход жидкости пропорционален квадратному корню от давления, т.е.The essence of the invention lies in the fact that the flow rate is proportional to the square root of pressure, i.e.

Q = кУГ, где Q - расход жидкости, л/мин;Q = kug, where Q is the fluid flow rate, l / min;

Р - давление, кг/см²;P is the pressure, kg / cm ² ;

К - коэффициент пропорциональности.K is the coefficient of proportionality.

При этом найдено конструктивное решение пластинчатого конденсатора, т.е. расположение пластин под углом 2-5° к горизонтальной линии датчика, при котором реализуется квадратичная зависимость между расходом и давлением. Управляемый генератор частоты, в цепь которого включен пластинчатый конденсатор, выдает высокочастотный сигнал, прямо пропорциональный расходу жидкости. Так как квадратичная зависимость реализуется с помощью конструкции пластинчатого конденсатора, то резко упрощается схема электронного преобразователя, который выполнен в виде управляемого генератора частоты. Для реализации коэффициента пропорциональности К в цепь обратной связи управляемого генератора частоты включен конденсатор С1, который меняет угол наклона ветвей параболы. Угол наклона пластин конденсатора выбран экспериментально и зависит от стабильности параметров трубки Бурдона. При этом обеспечивается 1%-ная погрешность зависимости выходной частоты от давления.In this case, a constructive solution of a plate capacitor was found, i.e. the location of the plates at an angle of 2-5 ° to the horizontal line of the sensor, at which a quadratic relationship between flow and pressure is realized. A controlled frequency generator, in the circuit of which a plate capacitor is connected, produces a high-frequency signal that is directly proportional to the flow rate of the liquid. Since the quadratic dependence is realized using the design of a plate capacitor, the circuit of the electronic converter, which is made in the form of a controlled frequency generator, is greatly simplified. To implement the proportionality coefficient K, a capacitor C1 is included in the feedback circuit of the controlled frequency generator, which changes the angle of inclination of the parabola branches. The angle of inclination of the plates of the capacitor is chosen experimentally and depends on the stability of the parameters of the Bourdon tube. This ensures a 1% error in the dependence of the output frequency on pressure.

На фиг. 1 изображен датчик давления, общий вид; на фиг. 2 - схема преобразова теля в виде управляемого генератора частоты.In FIG. 1 shows a pressure sensor, General view; in FIG. 2 is a diagram of a converter in the form of a controlled frequency generator.

Датчик давления содержит корпус 1 с установленным в нем манометрическим 5 элементом в виде трубки Бурдона 2, один конец которого жестко закреплен в держателе 32, другой его подвижный конец соединен с пластиной 5 конденсатора, неподвижная пластина 4 которого установ10 лена на держателе 3 и электрически связана с корпусом 1. Пластина 5 подключена к электронному преобразователю 6, закрепленному на держателе 3, и крепится с подвижному концу трубки Бурдона 2 с 15 помощью переходника 7 через изолятор 8.The pressure sensor comprises a housing 1 with a gauge 5 element installed therein in the form of a Bourdon tube 2, one end of which is rigidly fixed in the holder 32, the other movable end thereof is connected to the capacitor plate 5, the fixed plate 4 of which is mounted on the holder 3 and is electrically connected to case 1. The plate 5 is connected to an electronic transducer 6 mounted on the holder 3, and is attached to the movable end of the Bourdon tube 2 with 15 using the adapter 7 through the insulator 8.

Датчик давления работает следующим образом.The pressure sensor operates as follows.

При установке прибора в трубопровод под действием давления трубка Бурдона 2 20 деформируется и передвижение ее подвижного конца вызывает соответствующее перемещение подвижной пластины 5 конденсатора. Изменение расстояния между подвижной 5 и неподвижной 4 пластина25 ми конденсатора влечет за собой изменение емкости межу этими пластинами, что в свою очередь приводит к соответствующему увеличению или уменьшению частоты выходного сигнала, который формируется электрон30 ным преобразователем 6.When installing the device in the pipeline under pressure, the Bourdon tube 2 20 is deformed and the movement of its movable end causes a corresponding movement of the movable plate 5 of the capacitor. A change in the distance between the movable 5 and the stationary 4 plates of the 25 capacitor entails a change in the capacitance between these plates, which in turn leads to a corresponding increase or decrease in the frequency of the output signal, which is generated by the electronic converter 6.

Выбор начального угла наклона пластин и установка их первоначального положения обеспечивает возможность получения выходного сигнала с частотой 35 следования, изменяющейся по заданному закону. В датчике давления предлагаемой конструкции частота выходного сигнала пропорциональна квадратному корню от величины входного параметра давления, 40 при этом на выходе получается сигнал, пропорциональный расходу.The choice of the initial angle of inclination of the plates and setting their initial position provides the ability to obtain an output signal with a frequency of 35 repetition, changing according to a given law. In the pressure sensor of the proposed design, the frequency of the output signal is proportional to the square root of the value of the input pressure parameter, 40 the output signal is proportional to the flow rate.

Для корректировки выходного сигнала используется конденсатор С1 в цепи обратной связи.To adjust the output signal, a capacitor C1 is used in the feedback circuit.

Использование предлагаемого преобразователя позволяет дистанционно измерять расход жидкости в цифровой форме, значительное упрощается электронный преобразователь.Using the proposed Converter allows you to remotely measure the flow of fluid in digital form, significantly simplifies the electronic Converter.

Claims

Claim

A pressure sensor comprising a housing in which a gauge spring is mounted with a holder, on the movable end of which is fixed the first plate of a capacitive transducer to move an electric signal, the second plate of which is connected to the housing, and an electronic unit, characterized in that, in order to expand the function potential by providing the use of a pressure sensor as a liquid flow transducer with an output signal proportional to the flow, in it the first and second capacitive plates 5 the displacement transducers are mounted parallel to each other and at an angle of 2 - 5 ° to the axis perpendicular to the axis of the holder, while the electronic unit is made in the form of a variable-frequency generator, the feedback of which includes a capacitive displacement transducer, and its first plate is connected to the input generator, and the second - through a series-connected first resistor - to the first output of the generator, the second resistor is connected between the input of the generator and the first output, and the second output of the generator is the output of the sensor ka pressure.