專(zhuān)利名稱(chēng)：光電壓力表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型的光電壓力表屬于壓力自動(dòng)測(cè)量?jī)x表領(lǐng)域。
機(jī)械式壓力表性能穩(wěn)定，但不能與微機(jī)聯(lián)接組成壓力自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)，要求與計(jì)算機(jī)聯(lián)接構(gòu)成壓力測(cè)控系統(tǒng)時(shí)，多用壓力傳感器及其第二次儀表數(shù)顯壓力表檢測(cè)系統(tǒng)壓力，《中國(guó)技術(shù)成果大全》17－367，航空工業(yè)部三0四研究所的“數(shù)字壓力儀”和《中國(guó)技術(shù)成果大全》34－363，南京航空學(xué)院“ZYB－1智能壓力表”都屬于這類(lèi)系統(tǒng)，它們是采用各類(lèi)壓力傳感器(如硅壓阻式傳感器等)作測(cè)壓元件，通過(guò)信號(hào)放大器、A／D轉(zhuǎn)換器，并利用單片微機(jī)和精密測(cè)溫系統(tǒng)對(duì)傳感器的溫度漂移及非線性誤差進(jìn)行了修正，使數(shù)顯儀精度達(dá)到±0.05％FS。但各類(lèi)壓力傳感器都存在著較大的溫度漂移和非線性誤差，當(dāng)溫度變化較大時(shí)，若不增加精密測(cè)溫環(huán)節(jié)及單片微機(jī)誤差修正系統(tǒng)，甚至遠(yuǎn)不能保證其精度達(dá)到1％以?xún)?nèi)，造成這類(lèi)儀表系統(tǒng)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，同時(shí)，與這類(lèi)儀表連接的微機(jī)必須具有多個(gè)數(shù)據(jù)采集端口與之聯(lián)接，對(duì)計(jì)算機(jī)接口要求較高。
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而研制的一種光電壓力表，它利用0.25級(jí)波登管指針式壓力表加裝光電器件構(gòu)成指針式光電壓力表，當(dāng)指針中心線經(jīng)過(guò)每一個(gè)需要檢測(cè)刻度時(shí)，它便向微機(jī)發(fā)出一個(gè)中斷信號(hào)。由于光電對(duì)線的精度高，誤差可小于0.1小刻度，在無(wú)需補(bǔ)償?shù)那闆r下，發(fā)訊精度可達(dá)0.25％左右。它與微機(jī)聯(lián)接簡(jiǎn)單，只需一根中斷信號(hào)線(較已有技術(shù)省去多個(gè)數(shù)據(jù)采集端口及相應(yīng)的連接電纜)，測(cè)控點(diǎn)數(shù)可多達(dá)10點(diǎn)左右，尤其適用于氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的基準(zhǔn)壓力測(cè)量。
本實(shí)用新型提供的光電壓力表如

圖1、圖2所示。
圖1為光電壓力表圖2為光電壓力表測(cè)量電路圖(1)指針式壓力表外殼，(2)指針，(3)刻度盤(pán)，(4)光電池，(5)放大器，(6)差分放大器，(7)積分器，(8)倒相器，(9)模擬倒向開(kāi)關(guān)，(10)斯密特鑒幅器，(11)單穩(wěn)態(tài)電路。
光電壓力表是在指針式壓力表外殼(1)的刻度盤(pán)(3)上加裝了對(duì)稱(chēng)的光電池(4)所構(gòu)成的光電對(duì)線裝置及測(cè)量電路，每個(gè)光電池對(duì)的中心線應(yīng)對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的基準(zhǔn)刻度。之所以要使用由對(duì)稱(chēng)式光電池構(gòu)成的“光電池對(duì)”是為了消除指針寬度帶來(lái)的回程誤差。當(dāng)指針(2)掃過(guò)某個(gè)光電池對(duì)時(shí)，在對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)光電池上將分別產(chǎn)生相應(yīng)的光電信號(hào)，只有當(dāng)指針中心線對(duì)準(zhǔn)基準(zhǔn)刻度時(shí)，兩個(gè)光電池上的光電信號(hào)才相等，測(cè)量電路就可檢測(cè)到該刻度的信號(hào)。
檢測(cè)多個(gè)壓力值時(shí)(可多達(dá)10個(gè))，只需在光電壓力表的相應(yīng)刻度位置對(duì)應(yīng)地安裝多個(gè)光電池對(duì)即可，每個(gè)光電池對(duì)可以用各自的測(cè)量電路，也可以共用一個(gè)線路，前者較易調(diào)整，但費(fèi)用高，體積大；后者降低了線路成本和體積，但多個(gè)光電池疊加起來(lái)的直流電平及漂移都很大，甚至?xí)闺娐肥Э?。本?shí)用新型采用差分放大器(6)和積分放大器(7)有效地消除了光電池直流電平及漂移的影響，克服了上述共用線路帶來(lái)的缺點(diǎn)，在測(cè)量線路非常簡(jiǎn)單的情況下，保證了光電檢測(cè)的精度及可靠性。
測(cè)量電路如圖2所示，各光電池對(duì)的兩個(gè)對(duì)稱(chēng)光電池分別接入兩個(gè)放大器(5)，差分放大器(6)，積分器(7)，再經(jīng)倒相器(8)，模擬倒向開(kāi)關(guān)(9)，斯密特鑒幅器(10)和單穩(wěn)態(tài)電路(11)，便可獲得指針中心線通過(guò)各刻度時(shí)的光電測(cè)量信號(hào)。放大器(5)是光電流／電壓變換器，差分放大器(6)可消除光電池的直流電平，積分器(7)用來(lái)補(bǔ)償光電池及前級(jí)放大器的直流電平漂移，模擬倒向開(kāi)關(guān)(9)使正程和反程送入斯密特鑒幅器的波形不變，保證了在指針中心線和刻度對(duì)準(zhǔn)時(shí)獲取檢測(cè)信號(hào)，此信號(hào)作為給壓力測(cè)控系統(tǒng)微機(jī)的中斷信號(hào)。
本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1、既保持了機(jī)械式壓力表的穩(wěn)定性，又能以簡(jiǎn)單可靠的方式與微機(jī)聯(lián)接構(gòu)成壓力自動(dòng)測(cè)控裝置。
2、測(cè)量范圍0－200KPa，測(cè)量精度0.25％左右，由光電讀數(shù)取出指針信號(hào)，大大提高了讀數(shù)精度。
3、測(cè)量點(diǎn)可達(dá)10個(gè)。
4、成本低廉，一臺(tái)數(shù)顯壓力表約8000元以上，一臺(tái)光電壓力表只需1500元，由于簡(jiǎn)化了微機(jī)接口設(shè)計(jì)，還可進(jìn)一步降低光電壓力表所在系統(tǒng)的成本。
實(shí)施例本實(shí)用新型提供的光電壓力表及測(cè)量電路如圖1，圖2所示，可用常規(guī)的機(jī)械加工制作，使用的光電器件及電子器件皆為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，如光電池對(duì)，A／D轉(zhuǎn)換器，差分放大器，積分器，模擬倒向開(kāi)關(guān)等均可在市場(chǎng)購(gòu)置，一般工程技術(shù)人員亦能按圖制造組裝、調(diào)試和正常使用。
權(quán)利要求1.一種光電壓力表[1][2]，含指針式壓力表外殼(1)，指針(2)和刻度盤(pán)(3)，其特征是在指針式壓力表上加裝了對(duì)稱(chēng)光電池(4)所構(gòu)成的光電對(duì)線裝置及測(cè)量電路。
2.按照權(quán)利要求1所述光電壓力表，其特征是光電壓力表的光電池對(duì)的中心線應(yīng)對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的基準(zhǔn)刻度。
3.按照權(quán)利要求1或2所述光電壓力表，其特征在于該光電壓力表的測(cè)量電路由各光電池對(duì)的兩組光電池分別接入兩個(gè)放大器(5)，差分放大器(6)，積分器(7)，再經(jīng)倒相器(8)，模擬倒向開(kāi)關(guān)(9)，斯密特鑒幅器(10)和單穩(wěn)態(tài)電路(11)，便可獲得指針中心線通過(guò)各基準(zhǔn)刻度時(shí)的光電測(cè)量信號(hào)，此信號(hào)可作為給壓力測(cè)控系統(tǒng)微機(jī)的中斷、信號(hào)。
專(zhuān)利摘要一種光電壓力表，其特征是在指針式壓力表上加裝了對(duì)稱(chēng)的“光電池對(duì)”，光電池對(duì)的中心線應(yīng)對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的基準(zhǔn)刻度。各光電池對(duì)的每個(gè)光電池應(yīng)分別接入測(cè)量線路，經(jīng)線路處理后便可獲得指針中心通過(guò)各刻度時(shí)的光電測(cè)量信號(hào)，此信號(hào)可作為壓力測(cè)控系統(tǒng)微機(jī)的中斷信號(hào)。光電壓力表既保持了機(jī)械式壓力表的穩(wěn)定性，又能很方便地與微機(jī)聯(lián)接，其測(cè)量范圍0-200KPa，測(cè)量精度0.25％左右，測(cè)量點(diǎn)可多達(dá)10個(gè)，特別適用于中等精度(如氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥)的壓力自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G01L23/16GK2092092SQ91214470
公開(kāi)日1992年1月1日 申請(qǐng)日期1991年5月7日 優(yōu)先權(quán)日1991年5月7日
發(fā)明者伊振基, 沈予洪, 薛心喜 申請(qǐng)人:成都科技大學(xué)