SU365627A1

SU365627A1 - PLOTNOMER [3 r ^ rf: o;. '": • -._: ^ A'ftmn ^ iim ^ i LMBULGUT; ^ ;;

Info

Publication number: SU365627A1
Application number: SU1707258A
Authority: SU
Inventors: изобретени Авторы
Original assignee: Ю. М. Барковский, Н. И. Горбунов , А. Г. Михеев Куйбышевский политехнический институт В. В. Куйбышева
Priority date: 1971-10-18
Filing date: 1971-10-18
Publication date: 1973-01-08

Description

1one

Изобретение относитс к области измерени физико-химических характеристик веществ , например, плотности жидких сред.The invention relates to the measurement of the physicochemical characteristics of substances, for example, the density of liquid media.

Известен плотномер, содержащий чувствительный элемент с дифференциально-трансформаторным датчикам перемещени , вторичный прибор и мостовую схему температурной компенсации, выходное напр жение которой суммируетс с выходным напр жением датчика перемещени , снабженного дополнительной вторичной обмоткой, подключенной последовательно с переменным сопротивлением и диагональю питани мостовой схемы.A density meter is known that contains a sensitive element with a differential transformer displacement transducer, a secondary device and a temperature compensation bridge circuit, the output voltage of which is summed with the output voltage of a displacement transducer equipped with an additional secondary winding connected in series with the variable resistance and diagonal of the bridge circuit.

Предлагаемый плотномер позвол ет повысить точность измерений за счет того, он снабжен дополнительным трансформаторным датчиком перемещени , рамка которого механически соединена с указателем вторичного прибора , а обмотка смещени включена в диагональ моста.The proposed density meter allows to increase the measurement accuracy due to the fact that it is equipped with an additional transformer displacement sensor, the frame of which is mechanically connected to the pointer of the secondary device, and the bias winding is included in the diagonal of the bridge.

На чертеже дана схема предлагаемого плотномера.The drawing is a diagram of the proposed densitometer.

Сердечник дифференциально-трансформаторного датчика перемещени / л :естко св зан с чувствительным элементом датчика плотности (иа чертеже чувствительный элемент не показав).The core of the differential transformer displacement transducer / liter: is connected with the sensitive element of the density sensor (without showing the sensitive element in the drawing).

В плечо аЬ мостовой схе.мы температурной компенсации 2 включен датчик температуры жидкости (термосоиротивление). При температуре жидкости, равной градуировочной, мостова схема уравновещена.In the shoulder ab of the bridge circuit of temperature compensation 2, a liquid temperature sensor (thermal resistance) is included. When the temperature of the liquid is equal to the calibration, the pavement is balanced.

Со стрелкой вторичного прибора 3 механически св зана рамка ферродинамического преобразовател 4 типа ПФ. Рамка и обмотка смещени ферродинамического преобразовател соединены согласно и подключены к диагонали питани db мостовой схемы, таким образом наир л ение питани мостовой схемы складываетс из двух составл ющих, одна The frame of the ferrodynamic converter 4 of the PF type is mechanically connected with the arrow of the secondary device 3. The frame and the winding of the ferrodynamic converter are connected according to and connected to the diagonal of the power supply db of the bridge circuit, so that the power supply of the bridge circuit consists of two components, one

10 из которых |, /Сое ос пропорциональна отклонению стрелки прибора а от средней отметки щкалы, а друга 6„, не зависит от положени стрелки прибора, т. е.10 of which |, / Soye os is proportional to the deviation of the instrument arrow a from the average mark, the scals, and the other 6 ', does not depend on the position of the instrument arrow, i.e.

,„ и ,,, + /{., 7. , „And ,,, + / {., 7.

Обмотки возбуждени датчиков перемещении 1 II 4 включены иоследовательно с источником nepeiMeHHoro наир л ени 6,, . К вторичному прибору подводитс напр жение U, равное сумме выходного напр жени U датчика плотности и выходного напр жени 6.,, мостовой схемы.The excitation windings of the displacement sensors 1 II 4 are connected in series with the source nepeiMeHHoro nair l 6,. The secondary device is supplied with a voltage U, equal to the sum of the output voltage U of the density sensor and the output voltage 6 .., of the bridge circuit.

Ферродинамический иреобразователь и мо25 стова схема образуют цепь обратной св зи вторичного прибора, причем ее параметры завис т от изменени температуры жидкости.The ferrodynamic transducer and the bridge circuit form the feedback circuit of the secondary device, and its parameters depend on the temperature of the liquid.

При изменении плотности жидкости в некотором диапазоне вследствие изменени тем30 нературы жидкости происходит изменение кру3 гизны и смещение нул характеристики датчика плотности. У вторичного прибора благодар наличию обратной св зи также при изменении температуры жидкости мен етс крутизна и смещаетс нуль его характеристики на такую же величину, только в обратном направлении . Предварительным перемещением катушек датчика перемещени 1 относительно его сердечника выходное напр жение датчика плот-ю ности сделано равным нулю при плотности жидкости , отвечающей средней отметке IP f-r шкалы и градуировочной температуре Грр iipn изменении плотности жидкости р, выходное напр жение и„ датчика плотности будет пропорционально отклонению плотности р,от „ , /д /Сд( Р/ ) Плотность жидкости р# при температуре2 i, не равной температуре градуировки t,, выражаетс следующим образом: , . mm ni %р Р - .р + Дг / %;+Д 2 «i т / ,At)/ /.А ( %Г+) % +) -(prp ) (ЧП) гд1 АУ, У, - У,,„ определ ет тепловое расширение жидкости, р; -: плотность жидкости при температуГ| ) V,, ГL ре градуировки, Ар/,, р/гр- Р/гр измер ема величина. С учетом приведенного выраж:ени дл р t Vj у ч t i W .IVl 11 IJ ri и S,J,j l.li.i.y.iv iv J.«. - ,--,- - j- ( выходное напр жение f/д датчика плотности примет вид: примет вид: fA. /Сд ДРл-р-(р ri:+ Ар,,, )7 П) Из этого выражени видно, что крутизна / АО/ Ч /(д I -- .АЦ/ )и смещение нул - N-Р ,. ,,, Да/ I /,., If--|-АЦ/ характеристики датчика за вис т от измененн темнературы жидкости. Сопротивлени плеч аЬ, ad, cb и cd мостовой схемы 2 обозначены R,, R + /,,rf, /,,„, причем - начальное , vft crf j- иротивлеиие плеча аЬ при темературе градуировки t ,р, ,- приращение сопротивлени нлеча аЬ при отклонении темнературы жидкости / от температуры градуировки /,р на величнпу А/ /t ., . Выходное напр жение f/м мостовой схемы оиредел етс выражением: 4 / /j, f/M L/du R 4-/f i , ( ) fi cbRad U„„ (/ „й-|-/ к -t-AR j) (Rca+Rci } аь . Так как f/. см + Kw. а и при температуре градуировки ( Ю) мостова схема уравновешена, то выражение дл ее выходного напр жени имеет вид: и ,,(U,+К,,-)-- .4-/ +А/,, (-) Перемещение а стрелки вторичного приоо5 ра 3 пропорционально его входному напр жению U-Uj,+ U,, а УСп(Уд+Ум) (3) Из выражений (3), (I), (2) следует ДУ а /( (Рлр+ ) vt, tf I 5 + Rad+Rl, „г. /, Л-Л- /1 До, ч %р+- ) к. „ 1.„ ,,, --гр -t-Afj- - D ) |цilcdjj cb 1-/Г,Л, гi - 1 ОС Г Kcd + Kcb Atf, +А/ . + „«, Afjf„ .v- cdА:5-« /jN 45% . „ ;Г г. , дР J-rp V, +дг. t/cM ----- Kcd+Kcb А/ аи ,, -л V то перемещение стрелки вторичного прибора ие зависит от изменени темнературы жидко. сти, 55у К К о ((И Г Д fpn Услови (4), (5) отражают равенство иаменении крутизны и смещени нул характе ристик датчика и вторичного прибооа при избомененни температуры жидкости. Они будут соблюдатьс достаточно точно в рабочем диапазоне изменени температуры жидкости, если законы изменени АУ и R „/, в функции температуры будут нрактически подобны. ТочG5ность соблюдени указаниы.ч условий определ ет точность введени температурной поправки в показани плотномера.When the density of a liquid changes in a certain range due to a change in the temperature of the liquid fluid, the circumference changes and the zero characteristics of the density sensor are shifted. In the secondary device, due to the presence of feedback, as the temperature of the liquid changes, the slope changes and its characteristic zero shifts by the same amount, only in the opposite direction. The preliminary displacement of the coils of the displacement sensor 1 relative to its core, the output voltage of the density sensor is made zero when the density of the fluid corresponds to the average mark IP fr of the scale and the calibration temperature Grp iipn of the density of the liquid p, the output voltage and density density sensor is proportional to the deviation density p, from, d / Cd (P /). The density of liquid p # at a temperature of 2 i, not equal to the calibration temperature t ,, is expressed as:,. mm ni% p P - .p + Dg /%; + D 2 "i t /, At) / / .A (% T +)% +) - (prp) (PE) gd1 AU, U, - U, , "Determines the thermal expansion of the fluid, p; -: density of the liquid at temperature | ) V ,, GL re graduations, Ap / ,, p / g-P / g measured value. Taking into account the above expression: ени for p t Vj y h t i W .IVl 11 IJ ri and S, J, j l.li.i.y.iv iv J. “. -, -, - - j- (the output voltage f / d of the density sensor takes the form: takes the form: fA. / Cd DRL-p- (p ri: + Ap ,,,) 7 P) This expression shows what is the slope / AO / H / (dI - .ATs /) and zero offset - N-Р,. ,,, Yes / I /,., If-- | -АЦ / sensor characteristics for hanging from the changed temperature of the liquid. The shoulder resistances ab, ad, cb, and cd of bridge circuit 2 are denoted by R ,, R + / ,, rf, / ,, „, and the initial, vft crf j is the arm resistance, ab, at the graduation temperature t, p,, is the increment of resistance If the temperature of the liquid does not vary from the calibration temperature /, p to A / / t.,. The output voltage f / m of the bridge circuit is determined by the expression: 4 / / j, f / ML / du R 4- / fi, () fi cbRad U "" (/ "i- | - / k -t-AR j) (Rca + Rci} ai. Since f /. Cm + Kw. A and at the calibration temperature (S) of the pavement is balanced, the expression for its output voltage has the form: and ,, (U, + K ,, -) - .4- / + А / ,, (-) Moving the arrows of the secondary device 3 is proportional to its input voltage U – Uj, + U ,, and USP (Ud + Um) (3) From expressions (3), (I), (2) follows the remote control a / ((Rlr +) vt, tf I 5 + Rad + Rl, „city /, L-L- / 1 To, h% p + -) k.„ 1. „,,, - gr -t-Afj- - D) | cilcdjj cb 1- / Г, Л, гi - 1 ОС Г Kcd + Kcb Atf, + А /. + „“, Afjf „.v- cdА: 5-« / jN 45%. „; Year, dR J-rp V, + dg. t / cM ----- Kcd + Kcb A / ai ,, -l V then the movement of the arrow of the secondary device does not depend on the change of the temperature of the liquid. STI, 55U K K o ((AND YD fpn The conditions (4), (5) reflect the equality and change of the steepness and zero displacement of the characteristics of the sensor and the secondary device when there is a change in the temperature of the liquid. if the laws of variation of AU and R "/, as a function of temperature will be practically similar. The accuracy of observing the indications of conditions determines the accuracy of the introduction of the temperature correction in the readings of the densitometer.

Условие (5) моЖНо заменить более простым условием, полученным из выражений (5), (4), (6),Condition (5) can be replaced by a simpler condition derived from expressions (5), (4), (6),

OfCpOfCp

rprp

(7)(7)

АР/AR /

rprp

Оно показывает, что напр жение t/см обмотки смещени относитс к напр жению f р Кос а рамки ферродинамического преобразовател 4 как р,Р к .. JIt shows that the voltage t / cm of the bias winding refers to the voltage f p Kos a of the frame of the ferrodynamic transducer 4 as p, P k. J

66

Предмет изобретени Subject invention

Плотномер, содержащий чувствительный элемент, дифференциально-трансформаторный датчик перемещени чувствительного элемента , мостовую схему температурной компенсации и вторичный прибор, отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерений, он снабжен дополнительным трансформаторным датчиком перемещени , рамка которого механически соединена с указателем вторичного прибора, а обмотка смещени включена в диагональ моста.A densitometer containing a sensitive element, a differential transformer sensor for moving a sensitive element, a bridge circuit for temperature compensation, and a secondary device, characterized in that, in order to improve measurement accuracy, it is equipped with an additional transformer movement sensor, the frame of which is mechanically connected to the indicator of the secondary device, and The offset winding is included in the diagonal of the bridge.