Устройство для измерения давления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 537274

Caw3 Соеетсиии

Социалистических

Респчбпик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.10.75 (21) 2181965/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.11.76. Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 30,11.76 (51) М. Кл.2 G 01L 11/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 531.787(088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. И. Сергеечев и А. Н. Андреев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении давлений.

Для измерения давления широко используются потенциометрические датчики давления, содержащие чувствительный элемент в виде витой трубки и потенциометр, движок которого связан с чувствительным элементом (1).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения давления, в котором преобразование углового перемещения витого чувствительного элемента в электрический сигнал осуществляется посредством рычажной передачи, приводящей в движение ползунок реостата. Возвращение ползунка происходит под действием пружины (2).

В таком устройстве система преобразования перемещения чувствительного элемента инерционна и несмотря на то, что чувствительный элемент имеет сравнительно высокую собственную частоту, частотный диапазон устройства, ограниченный частотными свойствами потенциометрического преобразователя, невелик. Кроме того, устройство имеет размыв выходного сигнала.

Цель изобретения — расширение частотного диапазона, увеличение быстродействия и надежности.

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве, содержащем корпус, чувствительный элемент в виде витой манометрнческой трубки, преобразователь углового перемещения в электрический сигнал и усилитель, преобразователь выполнен в виде немагнитного кольца с нанесенным на его внутреннюю поверхность магнитоносителем, на который записана последовательность П-образных двупо1О лярных импульсов, и считывающей магнитомодуляционной головки, размещенной внутри этого кольца, при этом кольцо связано с чувствительным элементом посредством барабана.

15 С целью исключения влияния биения чувствительного элемента и его удлинения на точность измерения, в устройстве магнитомодуляционная головка закреплена на втулке, установленной внутри барабана посредством

20 шарикоподшипника, при этом втулка смонтирована на валике, связанном с помощью кронштейна с корпусом, и заблокирована от проворачивания относительно валика с помощью шариков, размещенных в продольных канав25 ках, выполненных на внутренней поверхности втулки и на валике.

На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства; на фиг. 2, а, б, в — временные диаграммы, где: а порядок прохождения запи30 санных импульсов под щелью считывающей

537274

10

50 головки при возрастании и убывании давления, б — соответствующие сигналы в считывающей обмотке головки, в — сигналы на выходе усилителя-ограничителя.

Измеряемое давление подводится к штуцеру корпуса 1 (фиг. 1), с которым герметично соединен чувствительный элемент 2 в виде витой трубки. К чувствительному элементу 2 жестко присоединен барабан 3, а к барабану

3 — немагнитное кольцо 4, на внутреннюю поверхность которого нанесен магнитоноситель

5. На втулке 6 установлена магнитомодуляционная головка 7 так, что она находится внутри кольца 4 и ориентирована на дорожку записи магнитоносителя 5, Между барабаном 3 и втулкой 6 находится двухрядный подшипник

8. Втулка 6 соединена с корпусом 1 посредством шариков 9, валика 10 и рамочного кронштейна 11. Шарики 9 установлены в продольные канавки, имеющиеся на валике 10 и втулке 6. При этом шарики 9 удерживаются от выпадання с помощью буртиков. На корпусе

1 размещены элементы 12 усилителя. Чувствительный элемент 2 закрывается кожухом

13, Устройство работает следующим образом.

До установки кольца 4 на магнитоносителе

5 записывается последовательность П-образных двуполярных импульсов с плотностью записи, например, не менее 100 импульсов на

1 мм. При тарировке устройства по образцовому прибору определяется количество импульсов, соответствующее подаваемому в устройство известному давлению, Во время измерений чувствительный элемент 2 раскручивается на определенный угол и происходит его некоторое удлинение. На такой же угол поворачивается кольцо 4. При этом записанные на нем импульсы последовательно проходят под щелью магнитомодуляционной головки 7, в считывающей обмотке которой образуется последовательность импульсов, показанная на фиг. 2. Импульсы усиливаются усилителем 12.

Подсчет количества импульсов дает возможность судить о величине измеряемого давления. При уменьшении давления полярность преобладающих импульсов изменяется на обратную, что является признаком устройству пересчета импульсов для изменения режима работы с суммирования на вычитание. Подсчет количества импульсов и их селекция мо15

45 гут осуществляться реверсивным счетчиком, устроенным по одной из известных схем.

Достоинством предлагаемого устройства является то, что значительно улучшаются динамические свойства, расширяется частотный диапазон и не требуется установка демпфирующих элементов на входе. Кроме того, импульсный выходной сигнал имеет значитель= ные преимущества перед аналоговым, например, упрощается цифровая обработка результатов измерений.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения давления, содержащее корпус, чувствительный элемент в виде витой манометрической трубки, преобразователь .углового перемещения чувствительного элемента в электрический сигнал и усилитель, отличающееся тем, что, с целью расширения частотного диапазона, увеличения быстродействия и надежности, в нем преобразователь углового перемещения выполнен в виде немагнитного кольца с нанесенным на его внутреннюю поверхность магнитоносителем, на который записана последовательность

П-образных двуполярных импульсов, и считывающей магнитомодуляционной головки, размещенной внутри этого кольца, при этом кольцо связано с чувствительным элементом посредством барабана.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью исключения влияния биения чувствительного элемента и его удлинения на точность измерения, в нем магнитомодуляционная головка закреплена на втулке, установленной внутри барабана посредством шарикоподшипника, при этом втулка смонтирована на валике, связанном с помощью кронштейна с корпусом, и заблокирована от проворачивания относительно валика с помощью шариков, размещенных в продольных канавках, выполненных на внутренней поверхности втулки и на валике.

Источники информации, принятые во вни-. мание при экспертизе:

1. Патент США Мю 3501960, кл. 73 †3, 1968.

2. Багдатьев Е. Е. и др. Датчиковая аппаратура для телеизмерений. Кн. 1, 1970, с. 107 — 116.

637274

Рг/г. 1 0 д рамюи ю слюпФю 0b аатаааааа

Паями ю

Фиг. 2

Составитель О. Полев

Техред М. Семенов

Корректор Н. Аук

Редактор Т. Рыбалова

Заказ 2547/9 Изд. № 1792 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2