3.2. Приборы давления с электрическими преобразователями

3.2.1. Манометр пружинный электрический типа мпэ

Рис. 28. Схема манометра

типа МПЭ

Манометр МПЭ (рис. 28) состоит из чувствительного элемента, выполненного в виде одновитковой труб­чатой пружины 3, свободный конец ко­торой посредством рычага 2 связан с магнитным плунжером 1, помещенным в передающий линейный преобразователь с магнитной компенсацией 4. Устройство и принцип работы преобразователя рас­смотрены в разделе 2 (2.2.6).

Манометр работает следующим образом: измеряемое давление сре­ды, подводимое к чувствительному элементу прибора через штуцер 5, разгибает трубчатую пружину 3, угловые перемещения свободного кон­ца которой преобразовываются рычагом 2 в пропорциональные перемещения магнитного плунжера 1, который создает магнитный управляющий поток и вызывает изменение намагниченности сердечников преобразо­вателя. При этом возникает сигнал рассогласования в виде напряжения, который управляет выходным сигналом усилителя. Выходной сиг­нал постоянного тока с выхода усилителя поступает в линии дистанционной передачи и одновременно в обмотку обратной связи преобра­зователя, которые создают магнитный поток, компенсирующий воздействие управляющего магнитного потока. Структурная и принципиаль­ная схема преобразователя приведены на рис. 25 и 26.

Манометры типа МПЭ имеют класс точности 1. Выходной сигнал 0…5 мА. Допускаемое сопротивление нагрузки 2,5 кОм. Питание от сети переменного тока 220 В, 50 Гц, потребляемая мощность не более 5 В^.А.

Приборы выпускаются с верхним пределом измерения от 2,5 до 20 МПа.

3.2.2. Манометр показывающий с типовым выходным сигналом мп4-1у

Манометры МП4-1У предназначены для измерения избыточного давления неагрессивных жидкостей, газов, паров, отсчета показаний и выдачи унифицированного токового выходного сигнала, пропорционального измеряемому давлению.

Рис. 25. Манометр показывающий типа МП4-1У

Принцип действия прибора основан на уравновешивании измеряе­мого давления силой упругой деформации одновинтовой трубчатой пружины 1 (рис. 29). Измеряемое давление Р, поступающее во внутреннюю полость пружины 3, вызывает перемещение ее свободного конца, которое преобразуется посредством передаточного механизма (тяги 2, рычага 3 и трибко-секторной пары 4) в движение стрелки 5 относительно шкалы 10 и посредством рычага 6 и пружины 7 в движение флажка 8, механоэлектического преобразователя 11. Перемещение флажка изменяет параметры преобразователя, в результате чего на выходе у него появляется сигнал постоянного тока. Принцип работы и схема механоэлектрического преобразователя приведены в разделе 2 на рис. 26.

Класс точности приборов 1 или 1,5.

Выходной сигнал токовый 0…5 мА.

Питание прибора осуществляется от сети переменного тока напряжением 220В, частотой 50 Гц.

3.2.3. Датчики давления индуктивные дди-20, дд-10

Рис. 30. Индуктивный датчик давления ДПИ-20

Датчики давления индуктивные предназначены для измерений быстроменяющихся давлений в пневматических и гидравлических системах со сложными температурными условиями при температуре окружающей среды от –50 до +100^оС и измеряемой среды до 3000^оС. Датчик может работать в химически агрессивных средах.

Датчик работает следующим образом (рис. 30). Под действием измеряемого давления Р мембрана 1 датчика прогибается изменяю зазор , что влечет за собой изменение сопротивления Z_р рабочей катушки, вызывая разбаланс входного моста преобразователя. Работа индуктивного преобразователя рассмотрена в разделе 2.

Датчик входит в измерительную систему, состоящую из собственно датчика и индуктивного высокочастотного преобразователя ИВП-2 и регистратора. ИВП-2 является вторичным преобразователем в системе регистрации быстропеременных давлений, предназначенной для работы в диапазоне частот от 0 до 10 кГц и определяющей принцип преобразования давления в электрический сигнал соответствующего напряжения.

Преобразователь ИВП-2 состоит из двух независимых каналов с общим задающим генератором на частоте 40 кГц для питания низкоомного равноплечного моста (рис. 31). Сопротивления моста Z_к и Z_р комплексные. Их составляющие индуктивные и активные сопротив­ления. Начальная регулировка датчика характеризуется тем, что комплексные сопротивления его плеч Z_к и Z_р равны:

, (21)

где R_p – активное сопротивление;

L_p – индуктивность;

 – угловая частота питающего напряжения.

Рис. 31. Схема включения датчика

Балансировка моста при работе производится регулятором "уста­новка нуля" и контролируется по нулевому значению напряжения на выходе фазочувствительного детектора.

При изменении измеряемого давления в рабочем плече датчика изменяются составляющие сопротивления моста, что приводит к разбалансу моста. Напряжение разбаланса, пройдя через усилитель, подается на фазочувствительный детектор, на выходе которого стоит фильтр, пропускающий только постоянную составляющую и ее изменения с частотой от 0 до 10 кГц. После фильтра постоянная составляющая подается на основной регистратор через выходной каскад, работающий по схеме катодного повторителя. Напряжение на выходе катод­ного повторителя контролируется вольтметром со шкалой 0...7,5 В. На выходе катодного повторителя предусмотрен регулятор масштаба, обеспечивающий трехкратное ступенчатое изменение чувствительности. Выход катодного повторителя рассчитан на работу с высокоомным ре­гистратором, имеющим входное сопротивление не менее 20 кОм и вход­ное напряжение 0...6 В.

Переменная составляющая выходного напряжения дополнительно усиливается усилителем пульсаций.

Основной характеристикой датчика, определяющего диапазон из­мерения давления и его градуировочную кривую и обеспечивающей согласование датчика с ИВП-2, является контрольное давление Р_к.

В зависимости от Р_к датчики делятся на следующие диапазоны.

Таблица 2
Диапазоны датчиков давления ДДИ
№ диапазона	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI
Рк кгс/см2	25	35	50	70	100	140	200	280	400	500	800

Допускается использование датчика для среднего давления с обязательным выполнением условия

.

Таким образом, система измерения быстроменяющихся давлений включает в себя собственно датчик (рис. 30), преобразователь ИВП-2 и регистратор, в качестве которого могут быть использованы осциллографы, магнитофоны и др.

Основные технические характеристики системы измерения:

Частотный диапазон измеряемого давления

по основному каналу (неравномерность не более 20%)…0…10 кГц

по каналу пульсаций …10 кГц

Номинальное выходное напряжение

по основному каналу…6 1 В

по каналу пульсаций …3 0,15 В

Нелинейность градуировочной характеристики

по основному каналу…не более 2,5%

по каналу пульсаций … не более 2%

Нестабильность при изменении напряжения

от 220 до 240 В… не более 0,1 В