Датчик тиску

Датчик давления, содержащий упругий чувствительный элемент, расположенный в герметичном корпусе и шарнирно соединен ный с кривошипно-шатунным механизмом, связанным с зубчатым сектором, установлен ную в опорах зубчатую рейку, входящую в зацепление с зубчатым сектором, к одному концу которой перпендикулярно присоедине на пластина со стержневыми сердечниками разной длины, соответствующее число коль цевых ферритовых сердечников с обмотка ми возбуждения и выходными обмотками и соответствующее число триггеров, при этом обмотки возбуждения подключены к шинам питания, а выходные обмотки подключены одним концом к счетному входу соответст вующего триггера, вторым - к шине заземления, нулевые входы всех триггеров подключены к общей шине управления, причем стержневые сердечники установлены с возможностью перемещения в соответствующих кольцевых ферритовых сердечниках, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что он снабжен двумя группами двухвходовых элементов И по п элементов в каждой группе, шифратором, входной клеммой синхронизации и выходной клеммой контроля, причем входная клемма синхронизации соединена с первыми входами первых элементов И первой и второй групп, выход 1-го элемента И первой группы соединен с первым входом (1+1)-го элемента И первой группы, при этом НІ, 2,..., п-1, выход п-го элемента И первой группы соединен с выходной клеммой контроля, прямой выход j-го триггера соединен со вторым входом j-ro элемента И первой группы, инверсный выход J-ro триггера соединен со вторым входом J-ro элемента И второй группы, при этом J=1, 2,..., п, выходы элементов И второй группы соединены с соответствующими входами шифратора, выходы позиционного д воичн ого код а которого являются выходом датчика давления. С> ю со ОО О Изобретение относится к области диагностирования и может быть использовано в датчиках высоты, скорости и т.д., сопрягаемых с цифровой вычислительной машиной. Цель изобретения - повышение надежности посредством схемного контроля и расширение области применения за счет формирования выходного сигнала в виде позиционного двоичного кода. Поставленная цель достигается тем, что датчик давления, содержащий упругий чувствительный элемент, расположенный в герметичном корпусе и шарнирно соединенный с кривошипно-шатунным механизмом, связанным с зубчатым сектором, установленную в опорах зубчатую рейку, входящую в зацепление с зубчатым сектором, к одному концу которой перпендикулярно присоеди 12848 йена пластина со стержневыми сердечника ми разной длины, соответствующее іисло кольцевых ферритовых сердечников с об мотками возбуждения и выходными обмот ками и соответствующее число триггеров, при этом обмотки возбуждения подключены к шинам питания, а выходные обмотки под ключены одним концом к счетному входу соответствующего триггера, вторым - к ши не заземления, нулевые входы всех тригге ров подключены к общей шине управления, причем стержневые сердечники установле ны с возможностью перемещения в соответ ству ющих кольцевых ф ерритовых сердечниках, согласно изобретению, снаб жен двумя группами двухвходовых элемен тов И по п элементов в каждой группе, шифратором, входной клеммой синхрони зации и выходной клеммой контроля, при чем вх од ная кл емм а си нх рон и зац и и соединена с первыми входами первых эле ментов И первой и второй групп, выход 1-го элемента И первой группы соединен с пер вым входом (і+1)-го элемента И первой груп пы, при этом 1=1,2 ..... п-1, выход п-го элемента И первой группы, соединен с выходной клеммой контроля, прямой выход Jго триггера соединен со вторым входом j-ro элемента И первой группы, инверсный выход J-ro триггера соединен со вторым входом ]-го элемента И второй группы, при этом j*=1,2,..M п, выходы элементов И второй группы соединены с соответствующими входами шифратора, выходы позиционного двоичного кода которого являются выходом датчика давления. На чертеже представлена схема датчика давления. Датчик давления содержит упругий чувствительный элемент 1, расположенный в герметичном корпусе 2 и шарнирно соединенный с кривошипно-шатунным механизмом, состоящим из шатуна 3 и кривошипа 4. Кривошипно-шатунный механизм шарнирно соединен с зубчатой передачей, состоящей из сектора 5 и рейки 6. К одному концу рейки присоединена пластина 7 с стержневыми сердечниками 8, которые имеют возможность входить в окна соответствующих ферритовых сердечников 9. При этом обмотки возбуждения ферритовых сердечников подключены к шинам питания, а выходные обмотки подключены одним концом к счетному входу соответствующего триггера 10, вторым - к шине заземления. Нулевые входы всех триггеров соединены с общей шиной управления. Из внутренней полости чувствительного элемента откачан воздух (Р1 =0). Основное устройство обозначено позицией 11. Прямой выход триггера 10 j соединен со вторым входом эг мента И 12 J, входящего в первую группу элементов И. Инверсный выход триггера 10 j соединен с вторым входом элемента И 13J, входящего во вторую группу 5 элементов. Выход элемента И 13J соединен с j-ым входом шифратора 14, выходы которого образуют выходы 15 позиционного двоичного кода. Входная клемма синхронизации 16 соединена с первыми входами элементов И 10 121 и 13i. Выход элемента И 12j соединен с первым входом элемента 12 J+1, 0=1,2,..., п-1). Выход элемента И 12п соединен с выходной клеммой контроля 17. Устройство работает следующим обра15 зом. При подаче давления Р2 о корпус 2 прибора чувствительный элемент 1 прогибается, его подвижный центр перемещается поступательно на некоторую величину, зависящую от 20 величины Р2. Далее кривошипно-шатунная передача 3,4 преобразует поступательное движение во вращательное, которое затем передается на зубчатый сектор 5. Указанный сектор преобразует вращательное 25 движение в поступательное движение зубчатой рейки 6 в опорах. Эти преобразования необходимы в связи с тем, что перемещения подвижного центра чувствительного элемента малы, а для получения необходимой 30 дискретности выдачи цифрового кода потребителям требуются значительные перемещения стержневых сердечников 8. Так как стержневые сердечники жестко закреплены на прямоугольной пластине 7, которая в 35 свою очередь жестко присоединена к концу зубчатой рейки 6, то при перемещении рейки на некоторую величину di,сердечники также будут перемещаться на эту величину. Стержневые сердечники имеют различную 40 длину Li, которая зависит от того, какие аналоговые значения давления необходимо преобразовать в двоичный код. При определенном перемещении ch рейки верхний стержневой сердечник будет входить в окно 45 соответствующего ферритового сердечника 9, к обмотке возбуждения которого приложено напряжение U B. Вследствие этого в выходной обмотке ферритового сердечника возникает сигнал, достаточный для пе50 ребрасывания соответствующего триггера 10 из одного состояния в другое. Указанный сигнал поступает на счетный вход триггера Т1. Так как под воздействием установочного сигнала Uo, подаваемого по общей шине 55 управления, все триггеры Ті находятся в начальном состоянии, т.е. Х1=1, то первый триггер Т1 вследствие поступления сигнала управления на его счетный вход переходит в состояние Х1=0. При дальнейшем увеличении давления Р2 будет увеличиваться пере 12848 мещение d1 рейки и при некотором его значении второй стержневой сердечник войдет в окно соответствующего ферритового сердечника, сигнал с выходной обмотки которого перебросит триггер Т2 в состояние Х2Ч). Аналогично изменяют свое состояние и остальные триггеры. При уменьшении давления соответствующие стержневые сердечники будут выходить из окон соответствующих ферритовых сердечников и состояние соответствующих триггеров изменяется на противоположное. При обмене информацией с ЦВМ или другим устройством обработки измерительной информации на входную клемму 15 синхронизации подается сигнал "1". При этом сигнал на выходе элемента И12 будет ИГ, если состояние триггера Т1 равно "1й. Аналогичные процессы происходят во всех последовательно соединенных элементах И 12. То есть, сигнал с входной клеммы синхронизации 16 будет распространяться вправо по схеме до тех пор, пока в каком либо триггере Тк не будет состояние "0 й. После этого сигнал прекращает свое распространение. В результате указанного процесса на выходах элементов И 13, кроме к-го элемента, сигнал "0"» на выходе элемен та И 13к сигнал "1". Таким образом, нэ выходах элементов И 13 формируется унитарный код. который преобразуется в позиционный двоичный код шифратором 14. Количество 5 выходов шифратора г (и соответственно, длина позиционного двоичного кода) опре-" деляется следующим образом г- 1 10 где 1...1 означает ближайшее целое, не меньшее чем значение в скобках. Устройство позволяет осуществить контроль работоспособности в рабочем диапа15 зоне, т.е. когда состояние хотя бы одного триггера равно "0". Если в результате нарушения нормального функционирования датчика сигналы на выходах всех триггеров 10 равны "1", то сигнал с входной клеммы 20 синхронизации 16 пройдет через элементы 12 И на выходную клемму контроля 17. Таким образом, наличие сигнала на выходной клемме контроля 17 свидетельствует о неисправности датчика. 25 Описанный датчик преобразовывает давление в позиционный двоичный код и осуществляет контроль функционирования датчика. 12848 /5 'і.. І і Z іЧ У 2 п к Упорядник Замовлення 4086 Техред М.Моргентал Коректор О. Кравцова Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул Гагаріна. 101