Устройство для измерения давления
Изобретение о.тносится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для измерения давления жидких и газообразных сред. Цель изобретения - повышение точности измерения давления в нестационарном режиме. В корпусе датчика размещен резонатор - тонкостенный цилиндр 2, который вместе с возбудителем 5 приемником 6 колебаний и усилителем 8 образуют замкнутый контур автоколебательной системы..Частота колебаний Цилиндра 2 связана функциональной зависимостью с измеряемым давлением. Коррекция температурной погрешности осуществляется в вычислительном блоке, куда поступают сигналы усилителя 8, измерительной схемы 9 датчика температуры 3, измеряющего температуру резонатора, и дополнительной измерительной схемы 10 дополнительного датчика температуры 4, измеряющего температуру корпуса 1. Кроме того, измерительные схемы 9 и 10 подключены через дискриминатор 11 к компаратору 12, выходной сигнал которого постзтает в вычислительный блок, что повышает быстродействие вычислений. 1 ил. (Л с
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
nsSU ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ „ К АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ @у.- р. (21) 4172137/24-10 (22) 04.01.87 (46) 30.07.88. Бюл. У 28 (71) Всесоюзный заочный машиностроительный институт (72) Ю.С.Иванов, А.А.Лукин и Е.С.Крючков, (53) 531 ° 787 (088.8) (56) Датчик давления фирмы "Солартран" (проспект фирмы 1977 г.). / (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для измере- ния давления жидких н газообразных сред. Цель изобретения — повышение точности измерения давления в нестационарном режиме. В корпусе датчика размещен резонатор - тонкостенный цилиндр 2, который вместе с возбудителем 5,приемником 6 колебаний и усилителем 8 образуют замкнутый контур автоколебательной системы. .Частота колебаний цилиндра 2 связана функциональной зависимостью с измеряемым давлением. Коррекция температурной погрешности осуществляется в вычислительном блоке, куда поступают сигналы.усилителя 8, измерительной схемь 9 датчика температуры 3, измеряющего температуру резонатора, и дополнительной измерительной схемы 10 дополнительного датчика температуры 4, измеряющего температуру корпуса 1. Кроме того, измерительные схемы 9 и 10 подключены через дискриминатор 11 1 к компаратору 12, выходной сигнал которого поступает в вычислительный блок, что повьниает быстродействие вычислений. 1 ил. 1413457 и F(P T< „, 4Т), U„= VÄ (rÄ» Т„); U, = и (Т„), вычисляется оценка измеряемого давления P. Зависимость f = Р(Рт, Т„, 4Т) устанавливается при градуировке дат50 чика в термостате с температурои Т. и быстрой прокачке через полость ЧЭ жидкости под давлением P с температу р<>< Т ° Выходы измерительных схем 9 и 10 подключены также к дискриминатору t 1, в котором вырабатывается сигнал, пропорциональный разности напряжений U „ и U g и, соответственно, разИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения давления жидких сред в системах контроля и управления. Целью изобретения является повышение точности измерения давления в нестационарном режиме. На чертеже показана принципиальная схема устройства. Устройство содержит датчик давления, включающий корпус 1, чувствительный элемент ЧЭ (цилиндр) 2, датчик 3 температуры, дополнительный датчик 4 температуры, возбудитель 5 и приемник 6 колебаний ЧЭ и подводящий штуцер 7, усилитель 8 системы возбуждения, измерительные схемы 9, 10 датчиков температуры, дискриминатор 11, компаратор 12. Чувствительный элемент 2 закреплен в корпусе I датчика. Первый датчик 3 температуры устанавливается на ЧЭ 2 так, чтобы не демпфировать колебания ЧЭ (на торце или утолщенной части ЧЭ) . Дополнительный датчик 4 температуры устанавливается в корпусе 1. В полости корпуса 1 концентрично с ЧЭ 2 расположены возбудитель 5 и приемник 6 колебаний ЧЭ, соединенные с выходом и входом усилителя системы 8 возбуждения. Датчики 3 и 4 температуры подключены соответственно к измерительным схемам 9 и 10. Измеряемая среда подводится к ЧЭ через штуцер 7. Выходы измерительных схем 9 и 10 через дискриминатор 11 соединены с компаратором 12. Выходные сигналы усилителя 8 измерительных схем 9 и 10.и компаратора 12 поступают в вычислительный блок (не показан). Устройство работает следующим об. разом. Чувствительный элемент 2 вместе с возбудителем 5 и приемником б колебаний и усилителем 8 образуют замкнутый контур электромеханической автоколебательной системы, в которой устанавливаются автоколебания, частота которых равна частоте f собственных колебаний тонкостенного ЧЭ 2. Эта частота f связана с измеряемым давлением P функциональной зависимостью. Кроме давления P на частоту f собственных колебаний оказывают влияние температура ЧЭ2-ТЧЭ и механические напряжения, возникающие при разности температур корпуса 1 Т и чувствительного элемента 2 Т„ . Таким обраЦ3 зом, статическая характеристика датчика давления имеет вид функции трех 5 пе еменных f = F(P, Тчэ 4Т). При этом полагается, что возникающие механические напряжения в стенке ЧЭ2 .пропорциональны разности температур корпуса 1 и ЧЭ2: 4Т = Т, — Т„.. Датчик 3 температуры вместе со своей измерительной схемой 9 преобразует температуру чувствительного элемента в сигнал U один из параметров которого (амплитуда или частота) 15 пропорционален температуре датчика 3. Эта температура имеет отличие.d T от температуры ЧЭ2, равное 8Т = Ттр- Тнэ, где Т вЂ” температура термодатчика. 2р Датчик 4 температуры устанавливается на поверхности или в объеме корпуса 1 датчика давления, причем для него могут быть обеспечены наилучшие условия теплопередачи по 25 сравнению с датчиком 3 температуры. Для датчика 3 такая возможность затруднительна в связи с ограниченнос,тью свободной (не участвующей в колебаниях) поверхности ЧЭ2. 30 На выходе измерительной схемы 10, подключенной к датчику 4, возникает электрический сигнал U, один из параметров которого (амплитуда или частота) пропорционален температуре корпуса 1. Выходные сигналы усилителя 8, измерительных схем 9 и 10 через соответствующие преобразователи поступают в вычислительный блок, где по заданному алгоритму, а именно из решения системы уравнений: Ф о р м у л а изобретения Составитель И.Невский Техред М.Коданич Корректор О.Кравцова Редактор М.Келемеш Заказ 3773/43 Тираж 847 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 14 ности Т и Т . Если разность U - U становится мень»пе, чем заранее заданная малая величина, то компаратор 12 меняет на своем выходе уровень сигнала, который поступает в вычислительный блок как признак наступления стационарного режима. При этом от указанного алгоритма можно перейти к более простому f = F (Р„, U ), 1 благодаря чему удается повысить быстродействие вь»»ислений и уменьшить загрузку процессора. Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет повысить точность измерения давления в условиях нестационарного температурного режима. Устройство для измерения давления 1 содержащее датчик давления с частотным выходом, включающий корпус, в котором размещены чувствительный элемент. в виде тонкостенного цилиндра, 13457 4. возбудитель и приемник колебаний цилиндра, а также датчик температуры, установленный на нерабочей части цилиндра, усилитель, подключенный к возбудителю и приемнику колебаний, измерительную схему, в которую включен датчик температуры, и вычислительный блок, на входы которого под1О ключены выход усилителя и выход измерительной схемы, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены последовательно соединенные дискриминатор и компаратор, а также дополнительный датчик температуры, размещенный на корпусе датчика давления, и дополнительная измерительная схема, в которую включен дополнительный датчик температуры, причем выходы обеих измерительных схем соединены с входами дискриминатора, а выход компаратора подсоединен к вычислительному блоку, на вход которого подклю25 чен также выход дополнительной измерительной схемы.
