Устройство для измерения давления

Устройство для измерения давления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерений давления. Устройство содержит первичный преобразователь 1, состоящий из датчика 2 давления, датчика 3 температуры, генератора 4, смесителя 5, формирователя 6, постоянного запоминающего устройства 7, делителя 8 частоты и коммутатора 9. Преобразователь 1 через кабель 10 связи соединен с вторичным измерительным устройством 11, содержащем схему 12 управления, счетчики 13-15, генератор 16, регистр 17, схемы 18, 19 сравнения, преобразователь код-частота 20, ключи 21-23, индикаторный регистр 24. Устройство обеспечивает взаимозаменяемость первичных преобразователей и позволяет устранить температурные погрешности и погрешности нелинейности. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (!9) (ll) !

511 4 С 01 Е 9/00

ЕЕСОИЗНАЯ

1Igi(9 Д. I i 1 1 II.MAII

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4420347/24-10 (22) 03.05,88 (46) 30,11.89. Бюл, М 44 (7I) Московский гидрофиэический институт AH УССР, Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола и Отделение гидроакустики Морского гидрофизического института

АН УССР (72) В.Л.Котляров, С.В.Мотьпкев, Л.В.Ольшевская и Н.А.Тещин (53) 531.787(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 1322158, кл. 0 О1 I, 9/00, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повы2 сить точность измерений давления.

Устройство содержит первичный преобразователь I coc ToR01HA нз датчика 2 давления, датчика 3 температуры, генератора 4, смесителя 5, формирователя 6, постоянного запоминающего устройства 7, делителя 8 частоты и коммутатора 9. Преобразователь 1 через кабель 10 связи соедиНрН с вторичным измерительным устройством 11, содержащим схему 12 управления, счетчики 13- 15, генератор

16, регистр 17, схемы 18, 19 сравнения, прербраэователь код-частота 20, ключи 21-23, индикаторный регис1р

24. Устройство обеспечивает взаимозаменяемость первичных преобразователей и позволяет устранить температурные погрешности и погрешности нелинейности. 4 ил, 1525503

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления.

Цель изобретения — повьппение точности измерений, На фиг,1 изображена блок-схема. устройства для измерения давления; на фиг.2 — блок-схема управления; на фиг.3 — схема задатчика временных интервалов; на фиг.4 — временные дна>. граммы работы устройства.

Устройство для измерения давления (фиг.l) содержит первичный преобразователь 1, состоящий из датчика 2 15 давления, датчика 3 температуры, генератора 4 опорной частоты, смесителя

5, формирователя 6, постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 7, делителя 8 частоты и коммутатора 9, Первив- 20 ный преобразователь 1 через линию 10 связи соединен с вторичным измерительным устройством ll, содержащим схему 12 управления,,счетчики 13 результата, 14 базы времени и !5 лине- 25 аризации, генератор 16 опорной частоты, регистр 17, схемы 18 и 19 сравнения, преобразователь 20 код — частота, ключи 21-23, индикаторный регистр 24, Схема 12 управления имеет входы 25-29 и выходы 30-35.

Выходы датчика 3 температуры и генератора 4 опорной частоты подключены к входам смесителя 5> выход которого соединен с входом Формирова 35 теля 6. Вход делителя 8 частоты подключен к выходу генератора 4 опорной частоты. Выходы младших и старших разрядов делителя 8 частоты подключены, соответственно, к адресным входам . 40

ПЗУ 7 и коммутатора 9 ° Выходы датчика 2 давления, формирователя 6 и

ПЗУ 7 подключены к входам коммутатора

9, выход которого подключен к входу линии 10 связи> Выход линии 10 связи 45 подключен к входу 25 схемы 12 управления, к информационному входу регистра 17 и, через ключ 21 — к входу счетчика 13 результата.

Выход генератора 16 опорной частоты подключен к входам счетчика 14 базы времени, преобразователя 20 кодчастота и через ключ 22 — к входу счетчика 13 результата. Выходы счет> чика 14 базы времени подключены к пер

55 вым входам схемы 18 сравнения, к вторым входам которой, а также к входам преобразователя 20 код-частота подключены выходы регистра 17, Вьгход преобразователя 20 код-частота. через ключ 23 подключен к входу счетчика 15 линеаризации, выходы которого подключены к первым входам схемы 19 сравнения, к вторым входам которой, а также к входам индикаторного регистра

24 подключены выходьi счетчика !3 результата.

Выходы 30-32 схемы 12 управления подключены, соответственно, к управляющим входам ключей 21 23 ° Выход 33 подключен к тактовому входу регистра

l7, Выход 34 подключен к входам установки в "0" счетчиков 13 и 15, преобразователя 20 код-частота, а также к входу Перенос индикаторного регистра 24. Выход 35 подключен к входу установки в "0" счетчика 14 базы времени, Выходы схем 19 и 18 сравнения подключены, соответственно, к входам

26 и 27 схемы 12 управления, Выход одного иэ младших разрядов счетчика

14 базы времени подключен к входу 28, а выход регистра 17 — к входу 29 схемы 12 управления, Схема 12 управления (фиг,2) содержит формирователи 36-38 импульсов, делитель 39 частоты, элементы И 4042, триггеры 43-46, задатчик 47 временных интервалов, коммутатор 48, Вход 25 подключен к первому входу формирователя 36 импульсов> выход которого подключен к входу установки в "0" делителя 39 частоты, установочному входу триггера 44, к первым входам эадатчика 47 временных интервалов, формирователя 37 импульсов и элемента 42 и выходу 35 схемы

12 управления, Входы 26 и 27 подключены к входам коммутатора 48, Вход

28 подключен к счетному входу делителя 39 частоты и к второму входу формирователя 37 импульсов, Выходы делителя 39 частоты подключены к входам формирователя 38.

Выходы формирователя 38 импульсов подключены: первый — к.установочному входу триггера 46, второй — к первому входу элемента И 40 и входу сброса триггера 44, а третий — к первому входу элемента И 41, Выход триггера 46 подключен к второму входу формирователя 36, Выход триггера 43 подключен к второму входу элемента И 42, выход которого подключен к второму входу задатчика 47 временных интервалов и к выходу 34 схемы 12 управления, Выход триггера 44 подключен к

03 6 схемы l 2 управления (тактовые импульсы в регистр 17), д — импульсы на выходе схемы 18 сравнения; e — импульсы на выходе схемы 19 сравнения; жнапряжение на выходе 30 схемы 12 управления (сигнал управления ключом

21); э — напряжение на выходе 31 схемы 12 управления (сигнал управления ключом 22); и — напряжение на выходе

32 схемы 12 управления (сигнал управления ключом 23), Устройство для измерения давления работает следующим образом, Для измерения давления используется датчик с частотным выходным сигналом, который по кабелю поступает во вторичное измерительное устройство для обработки, В процессе обработки частотный сигнал преобразуется в цифровой код, соответствующий измеряемой величине давления. Частотно-кодовая посылка первичного преобразователя разбивается на 4 такта: первый такт— измерение давления, второй такт — устранение погрешности от нелинейности характеристики датчика давления, третий такт — устранение неинформатив— ного пьедестала датчиков давления и температуры, четвертый такт — устранение погрешности от температуры датчика давления. В начале каждого так15255 второму входу элемента И 41, выход которого подключен к входам сброса триггеров 43 и 46 и к выходу 33 схемы

12 управления, Вход 29 подключен к второму входу

5 элемента И 40, выход которого подключен к установочному входу триггера

43, Первый выход эадатчика 47 подключ ен к упр авляющему в ходу к оммута тор а

48, выход которого. подключен к входу сброса триггера 45, к установочному входу которого подключен выход формирователя 37 импульсов. Выход триггера 45 подключен к третьему входу эадатчика 47 временных интервалов, второй, третий и четвертый выходы которого подключены, соответственно, к выходам 30-32 схемы 12 управления.

Задатчик 47 временных интервалов 20 (фиг,3) содержит счетчик 48, элементы И 49-54 и инверторы 55-57, Первый вход эадатчика 47 временных интервалов подключен к тактовому входу счетчика

48 и к первому входу элемента И 54, к 25 второму входу которого подключен второй вход задатчика 47 временных интер валов, Выход элемента И 54 подключен к входу "Установка 0", счетчика 48.

Первый выход счетчика 48 подключен к 30 первому входу элемента И 53 и через инвертор 56 — к первому входу элемента И 52, Второй выход счетчика 48 подключен к второму входу элемента И 52 и

35 через инвертор 57 — к второму входу элемента И 53, Выход элемента И 52 подключен к первому входу элемента

И 50 и через инвертор 55 — к первому входу элемента И 49, Выход элемента 4р

И 53 подключен к входу элемента И 51 и к первому выходу задатчика 47 вре. — менных интервалов, Третий выход эадатчика 47 подкгпочен к вторым входам элементов И 49-51, выходы которых под-. 45 ключены, соответственно, к второму, третьему и четвертому выходам задатчика 47, На фиг.4 представлена временная диаграмма работы устройства для изме- 50 рения давления, на которой изображено: а — частотно-кодовая посылка на выходе первичного преобразователя 1 б — напряжение на выходе 35 схемы 12 управления (сигнал установки в "0

55 счетчика 14 базы времени); в - напряжение на выходе 34 схемы ) 2 управления (сигнал сброса счетчика 13 результата); r — сигналы на выходе 33 та поступает кодовая посылка со стартовым импульсом, содержащая необходимые для обработки частотного сигнала параметры, Так, первая кодовая посылка содержит код, эквивалентный времени измерения давления, вторая.— код, эквивалентный опорной частоте, необходимой для линеаризации, третья— код, соответствующий предустановке счетчика результата, четвертая — код, эквивалентный времени измерения температуры. После каждой кодовой носыпки следует частотная информационная посылка.

Процесс измерения заключается в следующем, Частотно-кодовые посылки из первичного преобразователя 1 поступают на вход ключа 21 и на вход 25 схемы 12 управления.,Кодовые посылки записываются в регистр 17 с помощью импульсов

"Сдвиг", которые формируются на выходе элемента И 41 схемы 12 управления (выход 33), Схема 18 сравнения определяет момент совпадения состоя-. ний счетчика 14 базы времени и чисел, записанных в регистре 17, Схема 19

1525503 сравнения определяет момент равенства состояний счетчика 15 линеариэвции и счетчике 13 результата. Каждый такт измерительного цикла устройст1 5 вв начинается с появления. импульса

"Сброс" на выходе 35 схемы 12 управ,ления, устанавливающего счетчик 14 базы времени в исходное состояние, В первом такте измерительного цик- 10 ла происходит подсчет количества импульсов от датчика 2 давления эа время, код которого иэ первичного преобразователя 1 по каналу 10 связи записывается н регистр 17, Ключ 21 замкнут, ключи 22 и 23 разомкнуты, По окончании времени измерения давления выходной сигнал схемы 18 сравнения через коммутатор 48 схемы 12 управления вызывает на выходе эадатчика

47 временных интервалон сигнал, размыкающий ключ 21.

Во втором такте производится линеариэация передаточной функции тракта. Для этого на выходах 30 и 25

32 схемы 12 управления формируются сигналы, замыкающие ключи 21 и 23, в результате чего нв вход счетчика 13 результата постуттают импульсы с выхода преобразователя 20 код-частота,. частота которых соответствует коду, занесенному в регистр 17 кодовой посьыткой второго такта. При совпадении состояний счетчика 15 линеариэации и счетчика 13 результата срабатывает схема 19 сравнения, в результате чего ключи 21 и 23 размыкаются.

В третьем такте кодовая посылка предустановки заносится в регистр 17 °

Ключ 22 замыкается, и на вход счетчи 40 ка 14 базы времени поступает опорная частота с выхода генератора 16 до тех пор, пока не срабатывает схема 18 сравнения. В результате, в счетчик 13 занесено число предустановки, 45

В четвертом такте н счетчике 13 фе зультата производится подсчет числа импульсов от датчика 3 температуры, за время, код которого заносится в регистр 17, В начапе первого такта очередного измерительного цикла результат измерения переносится в регистр

24, Таким образом, н предлагаемом устройстве для измерения давления произ55 водится устранение температурной погрешности датчика давления и погрешностей, вызванных нелинейностью частотной характеристики датчиков давления и разбросом их параметрон, Устройство также обладает более широкими функциональными возможностями за счет обеспечения взаимозаменяемости первичных преобразователей, Формула изобретения

Устройство для измерения давления, состоящее из соединенных с по»ощью кабеля связи первичного преобразо- ввтеля, содержащего датчик давления, и и вторичного измерительного устройства, содержащего ключи, схему управления, генератор опорной частоты.и счетчик результата, о т л и ч в ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности измерений, в нем перничный преобразователь снабжен датчиком температуры, генератором опорной частоты, смесителем, формирователем, постоянным запоминающим устройством, коммутатором и делителем частоты, причем к входам смесителя подключены выходы датчика температуры и генератора опорной частоты, выход смесителя через формирователь подключен к первому входу коммутатора, к второму и третьему входам которого подключены выходы датчика давления и постбянного запоминающего устройства, выход генератора опорной частоты подключен к входу делителя частоты, выходы младших разрядов которого подключены к адресным входам постоянного запоминающего устройства, а выходы старших разрядов подключены к адресным входам коммутатора, выход которого через кабель связи подключен к входу вторичного измерительного устройства, которое снабжено счетчиком базы времени, двумя схемами сравнения, регистром, преобразователем код-частота, счетчиком линеариэации и индикаторным регистром, причем вход вторичного измерительного устройства подключен к первому входу схемы управления, к информационному входу регистра и через первый ключ к входу счетчика, результата, выход генератора опорной частоты подключен к входам счетчика базы времени, преобразователя кодчастота н через второй ключ к входу счетчика результата, выходы счетчика базы времени подключены к первым входам первой схемы сравнения, к вторым входам которой, а также к

15? ">03 1О

Зб 31 32

Фиг.2 входам преобразователя код-частота иодключ ены выходьl регистра, выход преобразователя код-чаc тота через третий ключ подключен к входу счетчика линеаризации, выходы которого подключены к первым входам второй схемы сравнения, к вторым входам которой, а также к входам индикаторного регистра подключены выходы счетчика результата, первый, второй и третий выходы схемы управления подключены соответственно к управляющим входам первого, второго и третьего ключей, четвертый выход устройства управления подключен к входам установки в

11 1!

О счетчика результата, счетчика линеаризании, преобразователя код-частота, а также к входу "Перенос" индикаторного регистра, пятый выход устройства управления подключен к входу установки в "О" счетчика базы времени, шестой выход устройства управления подключен к тактовому входу регистра, к второму и третьему входам устройства управления подключены соответственно выходы второй и первой схем сравнения, к четвертому входу схемы управления подключен выход одного из младших разрядов счетчика базы времени, а к пятому входу схемы управления подключен выход последнего разряда регистра, 1525503

Составитель И.Сумцов

Редактор И,Касарда Техред А.Кравчук Корректор О.Кравцова

Заказ 7212/35 Тиралс 789 Подписное

BHHHIIH Г >судар<.твенного комитета по изобретениям и открытиям ири 1 КПТ С(CI>

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

Производ-.твенн»-издательский комбинат "Патент", г. Ужг<>р»д, у >. Га> арина, 101