Бортовой измеритель давления

Авторы патента:

G01L23/22 - для обнаружения и индикации перебоев в работе двигателя внутреннего сгорания; устройства, содержащие датчики давления, комбинированные с системой зажигания двигателей внутреннего сгорания

Бортовой измеритель давления относится к области измерения давления воздуха и неагрессивных газовых сред с высокой точностью. Измеренное давление преобразуется в аналоговый сигнал и в цифровой код, которые передаются в систему бортовых измерений при проведении испытаний авиационной и другой техники. Также возможно автономное использование бортового измерителя давления. Бортовой измеритель давления, содержащий датчик давления, микроконтроллер. подключенный к выходу датчика давления, преобразующий сигнал в цифровой код с учетом поправки на температуру, цифровой индикатор, соединенный с выходом микроконтроллера, отличающийся тем, что в измеритель давления дополнительно введены узел преобразования, соединенный с выходом микроконтроллера, преобразующий цифровой код с микроконтроллера в последовательные коды. соответствующие форматам стандарта EIA RS-485 и ГОСТ 18977-79 и параллельный двенадцатиразрядный код и формирующий сигналы управления цифровым индикатором, и узлы преобразования и согласования уровня, соединенные с выходом узла преобразования, формирующие уровни аналогового сигнала, сигнала RS-485, сигнала по ГОСТ 18977-79 и параллельного двенадцатиразрядного кода.

Полезная модель относится к области измерения давления воздуха и неагрессивных газовых сред с высокой точностью. Измеренное давление преобразуется в аналоговый сигнал н в цифровой код, которые передаются в систему бортовых измерений при проведении испытаний авиационной и другой техники. Также возможно автономное использование бортового измерителя давления.

Известно устройство, реализующее способ многоточечного измерения давления (заявка 2001126603/28, G 01 L 19/08, G 01 L 9/08) путем помещения в точки, где необходимо контролировать давление, пьезорезонансных датчиков давления БРКМ-Р, соединенных между собой двухпроводной линией связи н посредством этой линии связи подключенных к измерителю частоты. Недостатком данного устройства является использование типа датчиков, не обеспечивающего необходимого уровня точности в широком диапазоне температур.

Известен также измеритель давления (RU 45021, 2005, G 01 L 23/22), являющийся ближайшим аналогом бортового измерителя давления, содержащий первичный датчик давления, узел согласования и преобразования сигнала и узел индикации с цифровым индикатором, дополнительно содержащим оценочный барографический индикатор.

Недостатком данного устройства является отсутствие у него цифровых сигналов в виде параллельного двенадцатиразрядного кода. в виде последовательного кода по ГОСТ 18977-79, в виде последовательного кода по стандарту RS-485, а также аналогового сигнала в виде напряжения постоянного тока в диапазоне 0÷5 В, что не позволяет включать измеритель в состав бортовых измерительных систем без проведения доработок.

Предлагаемый измеритель давления решает задачу сопряжения измерительных систем различных типов на борту ЛА, работающих с вышеперечисленными типами сигналов, преодолевая проблему отсутствия унификации

на борту сигналов этих систем при проведении испытаний авиационной техники за счет того, что в бортовой измеритель давления, содержащий датчик давления, микроконтроллер и цифровой индикатор, дополнительно вводятся узел преобразования, преобразующий цифровой код с микроконтроллера в последовательные коды, соответствующие форматам стандарта EIA RS-485 и ГОСТ 18977-79, и параллельный двенадцатиразрядный код и формирующий сигналы управления цифровым индикатором, и узлы преобразования и согласования уровня, формирующие уровни аналогового сигнала, сигнала RS-485, сигнала по ГОСТ 18977-79 и параллельного двенадцатиразрядного кода.

В предлагаемом измерителе давления в качестве датчика давления применен генераторный датчик давления ДДГ-2-4 (поз.1 на рисунке 1). Выходной сигнал генераторного датчика давления - частота - подается на микроконтроллер (поз.2), на который также подается сигнал с терморезистора. установленного в генераторном датчике. Микроконтроллер преобразует частоту, поступающую с генераторного датчика давления, во внутренний цифровой код в соответствии с зависимостью периода выходного сигнала датчика от входного давления, представленную в табличном виде на фиг.1 (таблица 1). причем для повышения точности измерения давления вводится поправка на температуру генераторного датчика, дня чего используется зависимость периода выходной частоты от входного давления, соответствующая данному температурному интервалу.

Узел преобразования (поз.3) преобразует внутренний цифровой код, поступающий с микроконтроллера, в последовательные коды, соответствующие форматам стандарта EIA (Ассоциации электронной промышленности США) RS-485 и ГОСТ 18977-79, и параллельный двенадцатиразрядный код, а также формируются сигналы управления цифровым семисегментным шестиразрядным индикатором на светоизлучающих диодах (поз.8).

Узлы преобразования и согласования уровня - поз.4. 5, 6 и 7 - формируют выходные сигналы, преобразуя сигналы ТТЛ-уровня 0÷5 В с узла преобразования 3 соответственно в следующие сигналы: аналоговый (0÷5 В).

RS-485 (±10 B). по ГОСТ 18977-79 (±8 В) и параллельный двенадцатиразрядный код (0-6 В).

Выходной сигнал по ГОСТ 18977-79 имеет следующую структуру: слово, состоящее из четырех байт, передаваемое импульсами напряжения: <бай 0><байт 1><байт 2><байт 3>. Первый байт - адрес слова (от 0 до 255), три бита в младших разрядах байта 3 - служебные биты (признак нечетности, матрица состояния), остальные биты - информационные. Частота следования импульсов - 100 000 Гц. Выходной сигнал в виде последовательного кода по стандарту EIA RS-485 состоит из четырех девятибитных посылок на одно измерение, из которых восемь бит - адресные, остальные биты - информационные. Скорость выдачи - до 2,5 Мбит/с. Выходной сигнал в виде параллельного двенадцатиразрядного двоичного кода может быть подан для дальнейшего использования в измерительных системах максимум на 10 устройств со входами ТТЛ-логики с частотой до 10 Мбит/с. Выходные сигналы измерителя давления подаются в бортовые измерительные системы дня регистрации.

Наличие цифрового шестиразрядного семисегментного индикатора на светоизлучающих диодах позволяет осуществлять оперативный контроль за процессом измерения, и свечение индикатора и отображаемые на нем показания позволяют перед проведением испытаний определить работоспособность измерителя давления. Также наличие цифрового индикатора на светоизлучающих диодах позволяет применять измеритель давления автономно, вне состава измерительных систем.

Диапазон измеряемого давления предлагаемого измерителя давления составляет 80...2666 ГПа, погрешность измерения - не более ±4 ГПа в диапазоне 80...1333 ГПа и не более ±27 ГПа в диапазоне 1333...2666 ГПа. Выходной аналоговый сигнал - напряжение-лежнт в диапазоне 0÷5 В. На цифровом семисегментном шестиразрядном индикаторе на светоизлучающих диодах информация об измеряемом давлении отражается в миллиметрах ртутного столба в виде трех разрядов целой части десятичного числа и двух разрядов дробной части, например 756,34.

Бортовой измеритель давления, содержащий датчик давления, микроконтроллер, подключенный к выходу датчика давления, преобразующий сигнал в цифровой код с учетом поправки на температуру, цифровой индикатор, соединенный с выходом микроконтроллера, отличающийся тем, что в измеритель давления дополнительно введены узел преобразования, соединенный с выходом микроконтроллера, преобразующий цифровой код с микроконтроллера в последовательные коды, соответствующие форматам стандарта EIA RS-485 и ГОСТ 18977-79 и параллельный двенадцатиразрядный код и формирующий сигналы управления цифровым индикатором, и узлы преобразования и согласования уровня, соединенные с выходом узла преобразования, формирующие уровни аналогового сигнала, сигнала RS-485, сигнала по ГОСТ 18977-79 и параллельного двенадцатиразрядного кода.