Измерительный преобразователь с частотным выходом

 

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДОМ, содержащий управляемый генератор, интегратор , выход которого соединен с управляющим входом управляемого генератора , выносной блок, состоящий из пьезорезонатора и фазового детектора , и коаксиальную линию связи, соединяющую выносной блок с генератором , отличающийся тем, что, с целью упрощения преобра-зователя , фазовый детектор выполнен на полевом транзисторе, причем пьезорезонатор выносного блока включен между затвором и истоком, выход генератора и вход интегратора соеди .нен с центральным пррводом начала коаксиальной линии связи, сток транзистора - с тем же проводом конца | линии, и исток транзистора и общий (Л провод генератора соединены через .оплетку коаксиальной линии связи.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

35П 0 01D 5|12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3210517/18-21. (22) 28.11.80 (46) 15.05.84. Бюл. Р 18 (72) В.П.Багаев и В.A.ÂHëüøóê (71) Омский политехнический институт (53) 621.317(088.8) (56) 1. Недобода Н.А.Особенности применения кварцевых термочувствительных резонаторов. — "Приборы и системы управления", 1981, 9 4, с. 27-28.

2. Тимошенко С.И.Применение ФАПЧ для измерения резонанса и антирезонанса пьезокерамических резонаторов.-В кн.:Дальневосточный акустический сборник, Владивосток, 1979, стр. 42-45. (54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДОМ, содержа„.SU„, 1092364 А ший управляемый генератор, интегратор, выход которого соединен с управляющим входом управляемого генератора, выносной блок, состоящий из пьезорезонатора и Фазового детектора, и коаксиальную линию связи, соединяющую выносной блок с генератором, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобра-. зователя, фазовый детектор выполнен на полевом транзисторе, причем пьезорезонатор выносного блока включен между затвором и истоком, выход генератора и вход интегратора соеди.нен с центральным проводом начала коаксиальной линии связи, сток транзистора — с тем же проводом конца $ линии, и исток транзистора и общий провод генератора соединены через ,оплетку коаксиальной линии связи.

С:

10923б4

Изобретение относится к измерительной технике и, в частности может применяться для измерения температуры, давления, усилий с помощью пьезокварцевых резонаторов.

Известны измерительные преобразо- 5 ватели, содержащие автогенератор, коаксиальную линию связи и датчикпьеэорезонатор, в этих устройствах пьезорезонатор вместе с линией входит в состав автогенератора в качестве 0 частотнозадающего элемента 1 J.

Однако в этих устройствах частота генерации и длина соединительной линии зависят друг от друга, что является большим неудобством в эксплуатации.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения частоты резонансов пьезорезонаторов, котоРое содержит управляемый генератор, включенный на его выходе четырехполюсник, содержащий пьезорезонатор, усилитель подключенный к выходу четырехполюсника, фазовый детектор, первый вход которого соединен с вы- 25 ходом генератора, а второй — с выходом усилителя, а выход через интегратор соединен с управляющим входом генератора L2 J.

Это устройство может использовать-30 ся как преобразователь с частотным выхоцом, однако для его реализации нужны три линии связи, выносной блок будет иметь большие габариты, так как в нем придется разместить четырехполюсник, фазовый детектор и пьезорезонатор-датчик.

Цель изобретения — упрошение устройства за счет сокращения числа линий связи и количества элементов в выносном блоке.

Указанная цель достигается тем, что в измерительном преобразователе, содержащем управляемый генератор, интегратор, выход которого соединен управляющим входом управляемого генератора, выносной блок, состоящий из пьеэорезонатора и фазового детектора, и коаксиальную линию связи, соединяющую выносной блок с управляемым генератором, фазовый детектор 50 выполнен на полевом транзисторе, причем пьезорезонатор выносного блока включеи между затвором и истоком, выход генератора и вход интегратора соединены с центральным проводом начала коаксиальной линии связи, сток транзистора — с тем же проводом конца линии, а исток и общий провод генератора соединены через оплетку коаксиальной линии связи.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство состоит иэ генератора

1, подключенного через разделитель3 44 T ную емкость 2 к началу коаксиальной линии 4 связи, интегратора 3, соединенного входом с линией 4 и выходом с управляющим входом генератора 1, выносного блока 5, присоединенного с генератору через линию 4 связи.

Выносной блок 5 состоит из фазового детектора, выполненного на полевом транзисторе б, и пьезорезонансного датчика 7, включенного между затвором и истоком транзистора, параллельно датчику включен резистор 8, а между стоком и затвором включен конденсатор 9.

Устройство работает следующим образом.

Генерератор 1 вырабатывает синусоидальный сигнал с частотой пропорциональной величине сигнала управления, причем частота датчика должна удовлетворять условиям

Е Cy

ГОН мин д ген макс

Допустим что сигнал с генератора

1 через линию 4 поступает на сток полевого транзистора б, при частоте выходного сигнала близкой к частоте резонанса датчика 7, пьезорезонатор возбуждается через емкость сток затвор транзистора б и конденсатор 9.

При отклонейии частоты генератора от частоты пьезорезонанса резонатора на стоке транзистора б появля-. ется постоянная составляющая сигнала поЛожительной или отрицательной полярности; в зависимости знака рассогласования эта составляющая через

1 интегратор воздуействует на управляющий вход генератора, заставляя изменить его собственную частоту, в результате частота управляемого генератора будет равной или очень близка резонансной частоте датчика

7, которая в свою очередь может являться функцией измеряемого воздействия

Для автоматического захвата и синхронизации генератора можно грименить устройство поиска, изменяющее частоту генератора до момента настройки в режим захвата. Конденсатор

9 и резистор 8 также не являются обязательными элементами устройства, а включены для повышения устойчивости работы преобразователя.

Положительный эффект изобретения заключается в том, что сокращается число линий связи между выносным блоком и генератором, повьпчаются метрологические характеристики устройства за счет уменьшения числа элементов, подвергающихся воздействию при измерениях, уменьшаются раз— меры выносного блока и расширяется область применения.