Пьезоэлектрический частотный датчик давления
ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЧАСТОТНЫЙ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ по авт.св.№983474, отличающийся тем, что. f У с целью повышения точности измерения давления за счет устранения температурных погрешностей, в нем между выходом первого смесителя и входом второго смесителя введены последовательно соединенные третий и четвертый смесители, а каждый пьезорезонатор снабжен д ополнительным четвертым электродом, подключенным через допол-. нительный нагрузочный резистор к общейшине датчика, причем дополнительный электрод первого пьезорезонатора подключен к второму входу четвертого смесителя, а дополнительный электрод второго пьезорезонатора - к второму входу третьего смесителя. СП о ср о 4 Р
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН ае и» » G 011 9/08
ОПИСАНИЕ -ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСМОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (611 9834 4 (21) 3520219/18-10 (22) 08. 12. 82 (46) 07.05.84. Бюл.N- 17 (72) В,Я. Баржин, А.С. Василенко, Е.С. Колесник, К.В. Скульский и В.Л. Сорокопут (71) Харьковский ордена Ленина авиационный институт им. Н.Е. Жуковского (53) 531.787(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
@983474, кл. g 01 l„ 9/08, 1981. (54) (57) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЧАСТОТНЫЙ
ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ по авт. св.9983474, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения давления за счет устранения температурных погрешностей, в нем между выходом первого смесителя и входом второго смесителя введены последовательно соединенные третий и четвертый смесители, а каждый пьезорезонатор снабжен дополнительным четвертым электродом, подключенным через дополнительный нагрузочный резистор к общей.шине датчика, причем дополнитель- ный электрод первого пьезорезонатора подключен к второму входу четвертого смесителя, а дополнительный электрод второго пьезорезонатора — к второму входу третьего смесителя. Щ
1 10910
Изобретение относится к контрольноизмерительной технике.
Йо основному авт.св.9983474 известен пьезоэлектрический частотный датчик давления, содержащий автогенератор, в частотно-задающую цепь которого включен первый пьезорезонатор, второй пьезорезонатор„ два смесителя, измеритель частоты, буферный и широкополосный усилители, а пьезоэлементы обоих пьезорезонаторов имеют по одному дополнительному электроду, каждый из которых через нагрузочный резистор подключен к общей шине датчика, при этом второй пьезорезонатор своими основными электродами подключен к выходу буферного усилителя, вход которого соединен с автогенератором, широкополосный усилитель включен между выходом первого смесителя и входом второго смесителя, выход которого соединен с входом первого смесителя, а вторые входы первого и второго смесителей подключены к дополнительным электродам соответствен- 25 но второго и первого пьезорезонаторов, причем выход широкополосного усилителя ,подключен к измерителю частоты 51 3.
Недостатком известного датчика является низкая точность измерений. Это обусловлено тем, что по условиям работы пьезорезонаторы выполняются идентичными, ио сориентированы под различными углами относительно направления силового воздействия. Вследствие этого, при одной и той же величине сило- 5 ного воздействия с изменением температуры окружающей среды, частоты первого и второго пьезорезонаторов изменяются ча разную . величину,в результате чего, «4Î между колебаниями на вторых входах первого и второго смесителей появляется дополнительный сдвиг по фазе, который изменяет частоту автоколебаний в замкнутом контуре, вследствие чего точность измерения давления снижается.
Целью изобретения является ионышение точности измерения давления за счет устранения температурных погреш, ностей.
Поставленчая цель достигается тем, О что в пьезоэлектрическом частотном датчике давления между выходом первого смесителя и входом второго смесителя введены последовательно соединенные третий и четвертый смесители, 4> а каждый пьезорезонатор снабжен дополнительным четвертым- электродом, подключенным через дополнительный нагруэочный резистор к общей шине датчика, причем дополнительный электрод первого пьезорезочатора подключен к второму входу четвертого смесителя, а.дополнительный электрод второго пьезорезонатора — к второму входу третьего смесителя.
На фиг.1 представлена функциональная схема устройства", на фиг.2 - пье-. зорезонатор1 на фиг.3 — то же, вид сбоку., Устройство содержит автогенератор
1, буферный усилитель 2, два четырехэлектродных пьеэорезонатора 3 и 3 с двумя основными 4,5 и 4, 5 и дву» мя дополнительными 6,7 и 6, 7 парами электродов. соответственно (фиг. 1 ).
Дополнительные электроды 6, 6, 7
I и 7 подключены к общей шине датчика через нагрузочные резисторы 8,8,9 и !
9 и ко вторым входам однополосных
t балансных смесителей 10-13, включенных последовательно по отношению друг к другу. Между выходом смесителя 11 и входом смесителя 12 включен широкополосный усилитель 14, к которому подключен измеритель 15 частоты. Иьезорезонатор 3 укреплен между корпусом и упругим элементом, соединенным с мембраной датчика, и ориентирован по отношению к направлению силового воздействия так, что температурный коэффициент силочувствительности равен нулю.
Устройство работает следующим образом.
При ноьпюнальном измеряемом давлении автогенератор 1» в частотно-задающую цепь которо" î включен пьезорезонатор 3 своими основными электродами
4 и 5, генерирует колебания частотой . С выхода автогенератора 1, колеба" ния поступают через буферный усилитель 2 на основные электроды 4 и 5 пьезорезонатора 3 и возбуждают его на той же частоте f< . При этом на электродах 6 и 7 ньезорезонатора 3 возникают противофазные колебания, и на электродах 6 и 7 пьезорезона3 тора 3 возбуждаются также противофазные колебания. На электродах 6 и 6 пьезорезонаторов 3 и 3 и на электl
I родах 7 и 7 возникают синфазные колебания. С электродов 6, 6, 7 и 7 эти колебания поступают на вторые входы смесителей 10-13, включенных в цепь положительной обратной связи усилителя 14, образующей совместно с ним замкнутый контур. При
3 1091042 4 условии выполнения баланса амплитуд эой колебаний на первом входе смеситеи баланса фаэ в этом контуре сущест- ля 12 будет отличаться на .величину вуют автоколебания с частотой 28 9 . Эти изменения фазы вызывают
При приложении давления к мембране изменение частоты автоколебаний в датчика нагружается пьезорезонатор замкнутом контуре, измеряя которую
3, и в колебаниях частотой f снимае- с помощью измерителя 15 частоты су1
Э мых с его электродов 6 и 7,в силу дят о величине измеряемого давления. их противофаэности, появляется сдвиг Предложенное устройство помимо по фазе на величину + д, В результа- повышения точности измерения давлете этого текущая фаза колебаний на 1О ння по сравнению с известным имеет и выходе смесителя 11 по сравнению с фа- более высокую чувствительность.
Фж 2
Составитель Н. Кизилов
Редактор П. Коссей Техред C.Èèãóíoâà Корректор В.Бутяга
Заказ 3072/39 Тираж.823 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
