SU884587A3 - Device for measuring density of gaseous media - Google Patents

Device for measuring density of gaseous media Download PDF

Info

Publication number
SU884587A3
SU884587A3 SU782631655A SU2631655A SU884587A3 SU 884587 A3 SU884587 A3 SU 884587A3 SU 782631655 A SU782631655 A SU 782631655A SU 2631655 A SU2631655 A SU 2631655A SU 884587 A3 SU884587 A3 SU 884587A3
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
temperature
source
bridge
measuring
amplifier
Prior art date
Application number
SU782631655A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ланц Отто
Original Assignee
Ббц Аг Браун Бовери Унд Ко (Фирма)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ббц Аг Браун Бовери Унд Ко (Фирма) filed Critical Ббц Аг Браун Бовери Унд Ко (Фирма)
Application granted granted Critical
Publication of SU884587A3 publication Critical patent/SU884587A3/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D1/00—Measuring arrangements giving results other than momentary value of variable, of general application
    • G01D1/16—Measuring arrangements giving results other than momentary value of variable, of general application giving a value which is a function of two or more values, e.g. product or ratio
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/02—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning
    • G01L9/06—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of piezo-resistive devices
    • G01L9/065—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of piezo-resistive devices with temperature compensating means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Abstract

When measuring the density of gaseous media, particularly for monitoring insulating gases for switchgear, there is the problem of simpler and cheaper construction, because of the large number of monitoring devices required. The solution comprises one pressure-dependent and temperature-dependent electrical measuring transducer, whose signals are combined in such a way as to produce an output signal (UA) which is at least approximately proportional to the pressure and inversely proportional to the temperature. Thus it is possible to register a pressure-dependent and a temperature-dependent signal in separate measuring transducers and to superimpose them by multiplication or by forming the quotient. It is particularly advantageous to employ a piezoresistive pressure measuring transducer (MWP) which is connected to an electrical power source (QI) having an output variable (IB) inversely proportional to the temperature. <IMAGE>

Description

Изобретение касается устройства измерения плотности газообразных сред,, например паров, которые могут осуществляться с помощью механических приборов измерения давления с дополни- в тельным учетом температуры среды в качестве относительного измерения, или с дополнительным учетом констант ( или газовой константы) в качестве относительного измерения. доThe invention relates to a device for measuring the density of gaseous media, for example, vapors, which can be carried out using mechanical pressure measuring instruments with additional consideration of the temperature of the medium as a relative measurement, or with additional consideration of constants (or gas constant) as a relative measurement. before

Особое значение имеет измерение плотности для контроля давления изолирующих газов в распределительных устройствах, прежде всего элегаза (гексафторида серы). Здесь находят J5 применение в практике многочисленные точки измерения и контроля внутри установки, так что возникает потребность в упрощении и удешевлении соответствующих измерительных устройств 20 без потери надежности и качества.Of particular importance is the measurement of density to control the pressure of insulating gases in switchgears, especially SF6 (sulfur hexafluoride). Numerous measurement and control points within the installation find practical application here J5, so that there is a need to simplify and cheapen the corresponding measuring devices 20 without loss of reliability and quality.

Известно устройство для измерения плотности газообразных сред, содержащее измерительные преобразователи давления и температуры и измеритель- 25 ную схему с управляемым потенциометром [13·A device for measuring the density of gaseous media containing pressure and temperature measuring transducers and a measuring circuit 25 with a controlled potentiometer [13 ·

Однако это устройство имеет сложную измерительную схему компенсационного типа.However, this device has a complex measuring circuit of the compensation type.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения плотности газообразных сред, содержащее источник постоянного тока, мостовую измерительную схему, в противоположные плечи которой включены пьезорезистивные преобразователи, выходной усилитель, подключенный к измерительной диагонали моста и термочувствительный элемент [2].The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a device for measuring the density of gaseous media containing a direct current source, a bridge measuring circuit, in the opposite shoulders of which piezoresistive transducers, an output amplifier connected to the measuring diagonal of the bridge and a heat-sensitive element [2] are included.

Недостатком известного устройства является относительная сложность схемы измерения. .A disadvantage of the known device is the relative complexity of the measurement circuit. .

Цель изобретения - упрощение устройства.The purpose of the invention is to simplify the device.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемое устройство для измерения плотности газообразных сред, содержащее источник постоянного тока, мостовую измерительную схему, в противоположные плечи которой включены пьезорезистивные преобразователи давления, выходной .усилитель, подключенный к измерительной, диагонали моста, и термочувствительный элемент, введен компенсационный усилитель, подключенный между источникрм постоянного тока и диагональю питания моста, а термочувствительный элемент, имеющий отри-* дательный температурный коэффициент сопротивления, включен в контур источника постоянного тока.This goal is achieved by the fact that in the proposed device for measuring the density of gaseous media containing a direct current source, a bridge measuring circuit, in the opposite shoulders of which are included piezoresistive pressure transducers, an output amplifier connected to the measuring diagonal of the bridge, and a temperature-sensitive element, a compensation element is introduced an amplifier connected between a DC power source and the bridge diagonal, and a heat-sensitive element having a negative temperature * resistance coefficient is included in the DC source circuit.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства.The drawing shows a schematic diagram of the proposed device.

Устройство содержит источник постоянного тока 1, мостовую измерительную схему 2, в противоположные плечи которой включены пьезорезистивные преобразователи давления 8 у и 8χ2Η выходной усилитель 3, подключенный к измерительной диагонали моста 2. Между источником постоянного тока 1 и диагонали питания моста 2 .включен компенсационный усилитель 4. В контур источника постоянного тока включен термочувствительный элемент 5, имеющий отрицательныЙ температурный коэффициент сопротивления. В частном варианте выполнения термочувствительный элемент 5 выполнен в виде диода.The device contains a direct current source 1, a bridge measuring circuit 2, on the opposite shoulders of which are piezoresistive pressure transducers 8 y and 8χ 2 Η an output amplifier 3 connected to the measuring diagonal of the bridge 2. Between the direct current source 1 and the diagonal of the bridge 2 power supply. amplifier 4. A temperature-sensitive element 5 having a negative temperature coefficient of resistance is included in the DC source circuit. In a particular embodiment, the heat-sensitive element 5 is made in the form of a diode.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Пьезорезистивпые преобразователи давления 8-^ и Ηχ подвергаются дейст вию давления измеряемой среды, при этом в измерительной диагонали моста 2' возникает напряжение U^, пропорцио нальное давлению и току питания 1^. Последнее преобразуется в выходном . усилителе 3 в сигнал напряжения соответствующего уровня мощности.Piezoresistive pressure transmitters 8- ^ and Ηχ are subjected to the pressure of the medium being measured, while a voltage U ^ arises in the measuring diagonal of the bridge 2 ', proportional to the pressure and supply current 1 ^. The latter is converted at the weekend. amplifier 3 into a voltage signal of the corresponding power level.

Обратная температурная зависимость измеряемого напряжения достигается с помощью, во-первых, тока питания Ig и, во-вторых, с помощью компенсационного усилителя 4 с входным напряжением, обратным, температуре. Входная цепь компенсационного усилителя 4 образует разбаланс между падением напряжения, пропорциональному току 1^, на сопротивлении р£ установленному с целью юстировки и входным напряжением Ug, зависящим рт температуры, причем после усиления этот разбаланс устанавливается близким к нулю с помощью соответственно установленного тока питания . При уравновешенном состоянии ком5 пенсационного усилителя 4 ток I g является пропорциональным входному напряжению U^, зависящему от температуры. Следовательно, компенсационный усилитель 4 действует 'как преобразователь 10 ток-напряжение.The inverse temperature dependence of the measured voltage is achieved by, firstly, the Ig supply current and, secondly, by means of a compensation amplifier 4 with an input voltage that is inverse to temperature. The input circuit of the compensation amplifier 4 forms an imbalance between the voltage drop proportional to the current 1 ^ at the resistance p £ set for the purpose of adjustment and the input voltage Ug, which depends on the temperature pt, and after amplification this imbalance is set close to zero using an appropriately set supply current. With the balanced state of the compensation amplifier 4, the current I g is proportional to the input voltage U ^, which depends on the temperature. Therefore, the compensation amplifier 4 acts as a current-voltage converter 10.

Входное напряжение, зависящее от температуры, образуется с помощью ис.точника постоянного тока 1 как падение напряжения на термочувствительном 15 элементе 5, подобного соответствующему полупроводниковому диоду, имеющему характеристику, обратную температуре. Обычно для этого вводят его потенциометр , служащий для коррекции тем20 пературных коэффициентов. При этом получается с помощью простых средств . сравнительно точная обратная температурная зависимость с высокой стабильностью во времени (слабым дрей25 фом) .The input voltage, depending on the temperature, is generated using a constant current source 1 as a voltage drop on the temperature-sensitive element 15 5, similar to the corresponding semiconductor diode having a characteristic opposite to the temperature. Usually, a potentiometer is introduced for this purpose, which serves to correct temperature coefficients. This is obtained using simple means. comparatively accurate inverse temperature dependence with high stability over time (weak drift25 fom).

Claims (2)

мостовую измерительную схему, в противоположные плечи которой включены пьезореэистивные преобразователи давлени , выходной .усилитель, подключенный к измерительной,диагонали моста, и термочувствительный элемент, введен компенсационный усилитель, подключенный между источникрм посто нного тока и диагональю питани  моста, а термочувствительный элемент, имеющий отрицательный температурный коэффициент сопротивлени , включен в контур источ ника посто нного тока. На чертеже изображена принципиальна  схема предлагаемого устройства. Устройство содержит источник посто  нного тока 1, MOCTOByto измерительную схему 2, в противоположные плечи кото рой включены пьезорезистивпые преобразователи давлени  Rj и выходной усилитель 3, подключенный к измерителы ъй диагонали моста 2. Мезкду источником посто нного тока 1 и диа . гонали питани  моста 2 включен компен сационный усилитель 4. В контур источ ника посто нного тока включен термочувствительный элемент 5, имеющий отрицательный температурный коэффициент сопротивлени , В частном вариан те выполнени  термочувствителыЛ)1Й элемент 5 выполнен в ввде диода. Устройство работает следующим образом , Пьезорезистивные преобразователи давлени  R и Н, подвергаютс  деист ВИЮ давлени  измер емой среды, при этом в измерительной диагонали моста 2 возникает напр жение и,д, пропорциональное давлению и току питани  1, Последнее преобразуетс  в выходном . усилителе 3 в сигнал напр жени  соответствующего уровн  мощности. Обратна  температурна  зависимость измер емого напр жени  Удд достигаетс  с помощью, во-первых, тока питани  Ig и, во-вторых, с помощью компенсационного усилител  4 с входньм напр жением , обратным, температуре. Входна  цеп компенсационного усилител  4 образует разбаланс между падением напр жени , пропорциональному току 1,, на сопротивлении р установленному с целью юстировки и входным напр жением Up, завис щим QT температуры, причем посл усилени  этот разбаланс устанавливаетс  близким к нулю с помощью соответственно установленного тока питани  Ig . При уравновешенном состо нии компенсационного -усилител  А ток I g  вл етс  пропорциональным входному напр жению Ljj, завис щему от температуры. Следовательно, компенсационный усилитель 4 действует как преобразователь ток-напр жение. Входное напр жение, завис щее от темпераууры, образуетс  с помощью источника посто нного тока 1 как падение напр жени  на термочувствительном элементе 5, подобного соответствующему полупроводниковому диоду, имеющему характеристику, обратную температуре. Обычно дл  этого ввод т его потенциометр Pf , слу51сап1;ий дл  коррекции температурных коэффициентов. При этом получаетс  с помощью простых средств . сравнительно точна  обратна  температурна  зависимость с высокой стабильностью во времени (слабым дрейфом ) . Формула изобретени  Устройство дл  из1У1ерени  плотности газообразных сред, содержащее источник посто нного тока, мостовую измерительную схему, в противоположные плечи которой включены пьезорезистивные преобразователи давлени ,, выходной усилитель, подключенный к измерительной диагонали моста, и термочувствительный элемент, отлич-ающее с   тем, что, с целью упрощени  устройства, в него введен компенсационный усилитель, подключенньш между источником посто нного тока и диагональю питани  моста, а термочувствительный элемент, имеющий отрицательный температурный коэффициент сопротивлени , включен в контур источникапосто нного тока. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3162043, ШШ 73-27, 1968. a pavement measuring circuit, on the opposite shoulders of which piezo-resistive pressure transducers are connected, an output amplifier connected to the measuring diagonal of the bridge, and a temperature-sensitive element, is introduced a compensation amplifier connected between the direct current source and the diagonal of the bridge power supply, and a temperature-sensitive element having a negative temperature resistance factor, included in the circuit of the DC source. The drawing shows a schematic diagram of the proposed device. The device contains a DC source 1, the MOCTOByto measuring circuit 2, on the opposite shoulders of which are connected piezoresistive pressure transducers Rj and an output amplifier 3 connected to the meters of the diagonal of the bridge 2. MecDu by a source of direct current 1 and dia. The power supply of bridge 2 is switched on a compensation amplifier 4. A temperature sensor 5, having a negative temperature coefficient of resistance, is included in the circuit of a direct current source. In a particular embodiment, temperature sensors 1) element 5 is made in the input diode. The device operates as follows: Piezoresistive pressure transducers R and H are subjected to deformation of the VIA pressure of the measured medium, and a voltage appears in the measuring diagonal of bridge 2 and, d proportional to the pressure and current of power 1, the last is converted to output. amplifier 3 to a voltage signal of appropriate power level. The inverse temperature dependence of the measured voltage Udd is achieved by, first, the supply current Ig and, secondly, by using the compensation amplifier 4 with the input voltage, inverse, temperature. The input circuit of the compensation amplifier 4 forms an unbalance between the voltage drop proportional to the current 1 ,, on the resistance p set for the purpose of alignment and the input voltage Up, depending on the temperature QT, and after amplifying this unbalance is set to zero with the appropriately set supply current Ig. In the balanced state of the compensation A-amplifier A, the current I g is proportional to the input voltage Ljj, depending on the temperature. Therefore, the compensation amplifier 4 acts as a current-to-voltage converter. The input voltage, depending on the temperature, is formed by the DC power source 1 as a voltage drop across the temperature sensing element 5, similar to the corresponding semiconductor diode, which has a characteristic opposite to the temperature. Usually, its potentiometer Pf is inserted for this purpose; it is a case of S1; it is used to correct temperature coefficients. It is obtained by simple means. relatively accurate temperature inverse relationship with high stability over time (weak drift). The invention of the device for measuring the density of gaseous media, containing a DC source, a pavement measuring circuit, on the opposite arms of which are included piezoresistive pressure transducers, an output amplifier connected to the bridge diagonal, and a temperature-sensitive element that differs from in order to simplify the device, a compensation amplifier was inserted into it, connected between a DC source and the diagonal of the power supply of the bridge, and the temperature-sensitive element I have negative negative temperature coefficient of resistance, is included in the circuit of a source of direct current. Sources of information taken into account in the examination 1. US patent number 3162043, ШШ 73-27, 1968. 2.IJiJrgen Bretschi HalbleiterDebmingsmestreifen - Eine ubersicht, Teil ll Archiv fUr teehnisches Messen,, (April .1974), c. 73 (прототип).2.IJiJrgen Bretschi HalbleiterDebmingsmestreifen - Eine ubersicht, Teil ll Archiv fUr teehnisches Messen ,, (April. 1974), c. 73 (prototype).
SU782631655A 1977-07-01 1978-06-28 Device for measuring density of gaseous media SU884587A3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH809777A CH616743A5 (en) 1977-07-01 1977-07-01 Device for measuring the density of gaseous media.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU884587A3 true SU884587A3 (en) 1981-11-23

Family

ID=4335108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782631655A SU884587A3 (en) 1977-07-01 1978-06-28 Device for measuring density of gaseous media

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JPS5414270A (en)
CH (1) CH616743A5 (en)
DE (1) DE2736946A1 (en)
FR (1) FR2396283A1 (en)
NL (1) NL7806940A (en)
SU (1) SU884587A3 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2531043C1 (en) * 2013-07-26 2014-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" Laboratory analyser of gas density

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2914037C2 (en) * 1979-04-06 1983-12-08 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Device for rendering ineffective deviations in the output voltage of a pressure transducer in magnetic tape recorders caused by temperature fluctuations
JPS5686331A (en) * 1979-12-17 1981-07-14 Toshiba Corp Measuring device of gas density
JPS59184819A (en) * 1983-04-06 1984-10-20 Hitachi Ltd Semiconductor pressure sensor
JPS63206634A (en) * 1987-02-24 1988-08-25 Toshiba Corp Gas density sensor
FR2872572B1 (en) * 2004-06-30 2006-09-22 Commissariat Energie Atomique TESTING THE SEALING OF MEMS OR SMALL ENCAPSULATED COMPONENTS

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3162043A (en) * 1960-08-12 1964-12-22 Giannini Controls Corp Compensated air density computer
FR1366909A (en) * 1963-06-05 1964-07-17 Bagneux S A Atel Const Device for calculating air density and its application to helicopters
FR1467112A (en) * 1965-12-08 1967-01-27 Thomson Houston Comp Francaise Improvements to methods and devices for determining the density of a gas
US3862568A (en) * 1972-06-22 1975-01-28 Itt Method of and apparatus for producing fluid gravity and density analogs and flowmeters incorporating gravitometers
AT331539B (en) * 1972-10-25 1976-08-25 Kratky Otto Dr Dr E H DEVICE FOR MEASURING DENSITY
US3967188A (en) * 1973-05-24 1976-06-29 Bell & Howell Company Temperature compensation circuit for sensor of physical variables such as temperature and pressure

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2531043C1 (en) * 2013-07-26 2014-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" Laboratory analyser of gas density

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6147371B2 (en) 1986-10-18
CH616743A5 (en) 1980-04-15
DE2736946A1 (en) 1979-01-18
JPS5414270A (en) 1979-02-02
FR2396283A1 (en) 1979-01-26
NL7806940A (en) 1979-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4734873A (en) Method of digital process variable transmitter calibration and a process variable transmitter system utilizing the same
US3986109A (en) Self-calibrating dimension gauge
JPH07209122A (en) Evaluation of output signals of two pressure sensors, pressure measuring device having two pressure sensors and pressure measuring head having device thereof
US4160946A (en) Device for measuring conductivity of a solution
US3948102A (en) Trielectrode capacitive pressure transducer
SU884587A3 (en) Device for measuring density of gaseous media
US5000048A (en) Circuit arrangement for temperature compensation of capacitive pressure and differential pressure sensors
US3510696A (en) Transducer output correction circuitry
US4321544A (en) Method and improved apparatus for obtaining temperature-corrected readings of ion levels and readings of solution temperature
US6107861A (en) Circuit for self compensation of silicon strain gauge pressure transmitters
US4597288A (en) Barometer
US4085379A (en) Amplifier for floating voltage source
US3374671A (en) Vertical rate sensor
SU866422A1 (en) Temperature measuring device
SU1464057A1 (en) Microbarometer
US4001669A (en) Compensating bridge circuit
SU922532A1 (en) Device for measuring temperature
SU1411687A1 (en) Device for measuring surface potential
SU523293A1 (en) Differential Flowmeter
SU1425431A1 (en) Eddy-current thickness gauge
RU2024830C1 (en) Unit for measuring pressure
SU725029A1 (en) Bridge for remote measurement of resistances
SU356542A1 (en) DEVICE FOR MEASURING MOISTURE
RU2037145C1 (en) Strain gauge for measuring pressure
SU998883A1 (en) Thermoelectric vacuum meter