Плотномер[3 г ^rf: о ;.'":•-._:^a'ftmn^iim^i ьмблгют;^;;
365627
ОП ИСАНИ Е
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Союз Саветскиз
Сосиалистичаскит
Республик
К АВТОРСКОмУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”
Заявлено 18.Х.1971 (№ 1707258/26-25) с присоединением заявки №вЂ”
Приоритет—
Опубликовано 08.1.1973. Бюллетень № 6
Дата опубликования описан11я 19.IV.1973
М.Кл. G Oln 9/00
Комитет по делвм изобретений и открытий при Совете Министров
GQCP
УДК 532.14(088,8) Авторы изобретения
Ю. М. Барковский, Н. И. Горбунов и А. Г. Михеев
Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева
Заявитель
ПЛОТНОМ ЕР
Изобретение относится к области измерения физико-химических характеристик веществ, например, плотности жидких сред.
Известен плотномер, содержащий чувствительный элемент с дифференциально-трансформаторным датчикам перемещения, вторичный прибор и мостовую схему температурной компенсации, выходное напряжение которой суммируется с выходным напряжением датчика перемещения, снабженного дополнительной вторичной обмоткой, подключенной последовательно с переменным сопротивлением и диагональю питания мостовой схемы.
Предлагаемый плотномер позволяет повысить точность измерений за счет того, он снабжен дополнительным трансформаторным датчиком перемещения, рамка которого механически соединена с указателем вторичного прибора, а обмотка смещения включена в диагональ моста.
На чертеже дана схема предлагаемого плотномера.
Сердечник дифференциально-трансформаторного датчика перемещения 1 жестко связан с чувствительным элементом датчика плотности (на чертеже чувствительный элемент не показан).
В плечо ab мостовой схемы температурной компенсации 2 включен датчик температуры жидкости (термосопротпвление). Прп температуре жидкости, равной градупровочной, мостовая схема уравновешена, Со стрелкой вторичного прибора 8 механически связана рамка ферродинамического преобразователя 4 типа ПФ. Рамка и обмотка смещения ферродинампческого преобразователя соединены согласно и подкл1очены к диагонали питания db мостовой схемы, таким образом напряжение питания Ud> мостовой схе1Q мы складывается пз двух составляющих, одна пз которых U„ = К„,. а пропорциональна отклонению стрелки прибора с от средней отметки шкалы, а другая U, íå зависит от положения стрелки прибора, т. е.
db — U см / ос
Обмотки возбуждения датчиков перемещений 1 и 4 включены последовательно с источником переменного напряжения U„. К второ ричному прибору подводится напряжение U, равное сумме выходного напряжения U äàòчика плотности и выходного напряжения Г„ мостовой схемы.
Ферродинампческий преобразователь и мостовая схема образутот цепь обратной связи вторичного прибора, причем ее параметры зависят от изменения температуры жидкости.
При изменении плотности жидкости в некотором диапазоне вследствие изменения тем30 пературы жидкости происходит пзмене1тне кру36562i арианы и смещение нуля характеристики датчика плотности. У вторичного прибора благодаря наличию обратной связи также при изменении температуры жидкости меняется крутизна и смещается нуль его характеристики на такую же величину, только в обратном направлении.
Предварительным перемещением катушек датчика перемещения 1 относительно его сердечника выходное напряжение датчика плотности сделано равным нулю при плотности жидкости о, р, отвечающей средней отметке гр шкалы и градуировочной температуре irp При изменении плотности жидкости р, выходное напряжение U датчика плотности будет пропорционально отклонению плотности о(от о, р (гр
{ .(,= К, ({>t — о(")
Плотность жидкости р, при температуре
1, не равной температуре градуировки irp, выражается следующим образом: т m m
Vt + QVt Vt +Ь ( гр гр rp
m Avt у Л{(t — -+Л{(р {((+ЛО( гр гр гр р,сР= р(1 — . +Л„ гд1 Ло, = vt — о,гр определяет тепловое расширение жидкости, m р(— — плотность жидкости при температуtrp Vt ре градуировки, Лр (г — — р,„— о,„ { измеряемая величина.
С учетом приведенного выражения для р, выходное напряжение U, датчика плотности примет вид:
ЛО t
U,= К,, (р(г, р(,, + р(„р (1)
Из этого выра>кения видно, что крутизна
Avt
К, 1 — „, +л„, и смещение нуля гр р +Л„, характеристики датчика загp висят от изменения температуры жидкости.
Сопротивления плеч ab, ad, cb u cd мосто вой схемы 2 обозначены R„c = R,a + Маь
Я а,(, Я, и Я„(, причем {,", — начальное со противленпе плеча ab при темературе градуирОВКИ i ð, ЛЯаЬ вЂ” ПрИращЕНИЕ СОПратИВЛЕНИя плеча ab при отклонении температуры жидкости / от температуры градуировки г,.р на величинуЛ! = / — /гр.
Выходное напряжение U „мостовой схемы определяется выражением: (аь + Йаь г{сЬ (аь
I{Rad +(-{RаЬ, +Я () Из выражений (3), (1), (2) следует
20 Лр(К Кнорр (р р+ М р) сс(Rab
+ К (- + К-+ ) R„+R„R. ра,.Л
25 aЬ п". { л р гр
Rcd Мa(tcii(coc
30 р,„,р„R, (,;R +ЛЯ„Ь
Ло t Rcd
+ Vt
+Л +г1пс см гр Rca Rct
J — г„К„р ср гр
Rcd
1 — f{a/{oc
Rcd+ Rc(35
Л аь
R,d+R +ЛЯ„ь
-hR a( аг({ + - (аЬ
Rcd:{R аь
К "р р R„,+Л +Л, ()
cd+ c((a((Rcd
Vt +Лр(= с см с((+ Rcb R a((+R„ ь +Лишаь
Л{((45 гр
К р с„ р
50 то перемещение стрелки вторичного прибора
IIe зависит от изменения температуры жидкости, а5 гг.{ К,P;Ao t„p 1())
Условия (4), (5) отражают равенство изменений крутизны и смещения нуля характеристик датчика и вторичного прибора при из00 менении температуры жидкости. Они будут соблюдаться достаточно точно в рабочем дна= назоне изменения температуры жидкости, если законы изменения AV(и Ala(, в функции температуры будут практически подобны. Тач.
05 ность соблюдения указанных условий опреде(„", +Л ab) R d — RcpRad
= U,(, Раа 1-R" +hRa() (Rcd .ь)
Так как Ud, = U„, + К„, и и при температуре градуировки (ЛЯ„ь = 0) мостовая схема уравновешена, то выра>кение для ее выходного
l0 напря>кения имеет вид:
R,t ЛР аь
Ц м=(Ц„, + Ксс с{) Р „+Ra +аЛ,{>а (>)
Перемещение и стрелки вторичного прибо15 ра > пропорционально его входному папряжеHHIo U=v, + U. с(= К„(У,+ U,,) (3) 365627
Предмет изобретения
Составитель В. Вощаикин
Техред Л. Грачева Корректоры Н. Прокуратова и Н. Аук
Редактор E. Хорина
Заказ 1044 Изд. зак. 1095 Тираж 755 По„,писное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Загорская типография ляет точность введения температурной поправки в показания плотномера.
Условие (5) можно заменить более простым условием, полученным из выражений (5), (4), (6), q cp гр
Г Л (7) и rp
Оно показывает, что напряжение U,„îáмотки смещения относится к напряжению
U „= К„а рамки ферродинамического преобразователя 4 как р,„ р к Ьр,, 4
Плоти омер, содержащий чувствительный элемент, дифференциально-трансформаторный
5 датчик перемещения чувствительного элемента, мостовую схему температурной компенсации и вторичный прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерении, он снабжен дополнительным трансформаторi0 ным датчиком перемещения, рамка которого механически соединена с указателем вторичного прибора, а обмотка смещения включена в диагональ моста.
