Рефераты | Рефераты по науке и технике | Преобразователь разности давлений Сапфир-22ДД |
Преобразователь состоит из измерительного блока и электронного устройства.
Измеряемый параметр подается в камеру измерительного блока и линейно преобразуется в деформацию чувствительного элемента и изменение электрического сопротивления тензорезисторов тензопреобразователя, размещенного в измерительном блоке.
Электронное устройство преобразователя преобразует это изменение сопротивления в токовый выходной сигнал.
Чувствительным элементом тензопреобразователя является пластина из монокристаллического сапфира с кремниевыми пленочными тензорезисторами (структура КНС), прочно соединяется с металлической мембраной тензопреобразователя. Тензопреобразователь мембранно-рычажного типа размещен внутри основания в замкнутой полости, заполненной кремний-органической (у преобразователя Сапфир-22ДД-Вн-К полиэфирфторированной) жидкостью, и отделен от измеряемой среды металлическими гофрировнными мембранами. Мембраны приварены по наружному контуру к основанию и соединены между собой центральным штоком, который связан с концом рычага тензопреобразователя с помощью тяги. Фланцы уплотнены прокладками. Воздействие измеряемой разности давлений вызывает прогиб мембран, изгиб мембраны тензопреобразователя и изменение сопротивления тензорезисторов.
Электрический сигнал от тензопреобразователя передается из измерительного блока в электронное устройство. По проводам через гермоввод.
Измерительный блок выдерживает воздействие односторонней перегрузки рабочим избыточным давлением. Это обеспечивается тем, что при перегрузке одна из мембран ложится на профилированную поверхность основания.
Электронный преобразователь (ПЭС) включает в себя:
преобразователь изменения сопротивления тензомоста в выходной сигнал, выполненный в виде отдельной микросборки ПСТ-М;
элементы, обеспечивающие работу ПСТ-М в заданных режимах;
элементы, входящие в схему температурной компенсации и линеаризации выходной характеристики измерительного блока;
элементы для настройки начального значения выходного токового сигнала и диапазона измерения.
Транзисторы VT1 и VT2, функционально связанные со схемой ПСТ-М и имеющие повышенную мощность рассеяния, размещены непосредственно на центральной печатной плате. На этой же печатной плате вместе с микросборкой ПСТ-М размещены также резисторы R5… R15, R17, R20 цепи термокомпенсации и резисторы R1… R4, определяющие работу ПСТ-М с заданными характеристиками.
Основное функциональное назначение элементов ПСТ-М следующее.
Транзисторы VT1-1, D1 и D2 входят в схему стабилизатора напряжения, в котором опорный сигнал формируется на параметрическом стабилитроне VD1 . необходимый ток стабилизации VD1 задается регулировкой сопротивления резистора R2, расположенного на плате А1. в выходной цепи СН установлен усилитель мощности, выполненный на транзисторе VT1, который снабжен радиатором и расположен на плате А1. выходное напряжение СН снимается с эмиттера этого транзистора. Величина стабилизированного напряжения определяется глубиной отрицательной обратной связи указанного усилителя мощности, который регулируется изменением сопротивления R1 платы A1.
Ток питания тензочувствительной схемы задается от стабилизатора тока, собранного по схеме балансного усилителя на транзисторах D4, D5, VT2, D6, D7. величина этого тока регулируется изменением сопротивления R4 платы А1.
Преобразователь напряжения в ток обеспечивает усиление напряжения, снимаемого с измерительной диагонали тензочувствительного моста и формирование унифицированного выходного токового сигнала.
В схему ПНТ входят сумматор, собранный на транзисторах Д8, Д9 и VT3, предварительный усилитель, выполненный на транзисторах Д10, Д11, VT4, VT5, D12 и VT1-2, а также регулятор выходного тока, собранный на транзисторе VT2, размещенным на плате А1.
В коллекторной цепи транзистора VT2 включен узел перенастройки диапазона, содержащий сборку из резисторов R32, R33, R34, R36, R37 и потенциометр R30. С помощью этого узла устанавливается заданное соответствие между диапазоном изменения сигнала тензопреобразователя и диапазоном изменения выходного токового сигнала.
К регулировочным элементам R3, R5, R6, R14 и R15, предназначенным для компенсации погрешностей измерительных преобразователей, имеется доступ со стороны верхней платы, что обеспечивает настройку ПЭС после сборки всего измерительного преобразователя. При этом с помощью резистора R3 осуществляется компенсация нелинейности измерительного преобразователя. Резистором R14- компенсация температурной погрешности нуля, резистором R15- компенсация температурной погрешности диапазона.
Элементы схемы настройки «нуля»- RR38… R46 и «диапазона» R28, R30… R37 смонтированы на верхней плате вместе с узлами перемычек ХВ3, ХВ4 и ХВ5.
Ступенчатое изменение величины и направления смещения начального значения выходного сигнала осуществляется соответственно с помощью узлов перемычек ХВ5 и ХВ4. Изменение диапазона производится при помощи переключателя узла перемычек ХВ3.
Измерительные преобразователи имеют корректоры для плавной настройки выходного сигнала. Резистором R45 осуществляют настройку «нуля», а резистором R30- настройку «диапазона».
Конденсаторы С1… С5 ПСТ-М служат для обеспечения устойчивости усилительных устройств схемы.
Эля этой же цели служат конденсаторы С1 и С4, расположенные на плате А1.
Конденсатор С2, размещенный на контактах клеммной колодки, обеспечивает низкий уровень пульсации выходного сигнала.
