Датчик давления и температуры

 

ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ по авт.св. W1068750, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет обеспечения линейности и повышения крутизны характеристики преобразования , в него дополнительно введены третийсмеситель и два управляемых умножителя частоты, управляющий вход каждого из которых подключен к входу соответствующего управляемого кварцевого генератора, выход которого соединен через управляемый умножитель частоты с входами двух соответствующих смесителей.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. П9) !1) 4(51) G 01 L 9 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1068750 (21) 3522885/18-10 (22) 16.12. 82 (46) 30.01.85. Бюл. Р 4 (72) В.Я.Баржин, Ф.Ф.Колпаков, Е.А.Милькевич и A.Å.Ñû÷åâ (71) Харьковский ордена Ленина авиационный институт им. Н.Е.Жуковского (53) 531.787(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

9 1068750, кл. G 01 L 9/08, 1984. (54) (57) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ И 1ЕМПЕРАТУРМ по авт.св. )11068750, о т л и

Г р

Ц2 ! т, l

L ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет обеспечения линейности и повышения крутизны характеристики преобразования, в него дополнительно введены третий смеситель и два управляемых умножителя частоты, управляющий вход каждого из которых подключен к входу соответствующего управляемого кварцевого генератора, выход которого соединен через управляемый умножитель частоты с входами двух соответствующих смесителей.

1137362

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, может быть использовано для одновременного измерения давления и температуры, По основному авт,св. Р 1068750 известен датчик давления и температу- 5 ры, содержащий первичный преобразователь с двумя пьезорезонаторами, расположенными на упругом элементе, каждый из которых подключен через последовательно соединенные автогенератор и смеситель к входу фазового детектора, выход которого подключен через фильтр низкой частоты к входам, двух усилителей, выход каждого из которых через управляемый кварцевый генератор подключен к вторым входам соответствующих смесителей $1).

Однако зто устройство характеризуется недостаточной точностью иэ- о) мерения, так как для обеспечения работы устройства во всем диапазоне изменений давления требуется введение в управляемые кварцевые генераторы дополнительных элементов, ухудшающих линейность и крутизну характеристики преобразования.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет обеспечения линейности и повышения крутизны характеристики преобразования. ЗО

Поставленная цель достигается тем, что в датчик давления и температуры, содержащий первичный преобразователь с двумя пьезорезонаторами, расположенными на упругом эле- 35 менте, каждый из которых подключен через последовательно соединенные автогенератор и смеситель к входу фазового детектора, выход которого подключен через фильтр низкой часто- 4П ты к входам двух усилителей, выход каждого из которых через управляемый кварцевый генератор подключен к вторым входам соответствующих смесителей, дополнительно введены тре- 45 тий смеситель и два управляемых умножителя частоты, управляющий вход каждого из которых подключен к входу соответствующего управляемого кварцевого генератора, выход которого соединен через управляемый умно.житель частоты с входами двух соответствующих смесителей.

На чертеже представлена блоксхема датчика давления и температурые 55

Датчик давления и температуры содержит первичный преобразователь

1 с двумя пьезореэонаторами 2 и 3, расположенными на упругом элементе и подключенными к двум автогенераторам 4 и 5, три смесителя 6,7 и 8, последовательно соединенные Фазовый детектор 9 и Фильтр 10 низкой частоты, нагруженный на усилители ll и 12, подключенные к управляющим; 65

Ч входам управляемых кварцевых генераторов 13 и 14 и управляемых умножителей 15 и 16 частоты, причем вхо ды умножителей 15 и 16 частоты связаны с выходами управляемых кварцевых генераторов 13 и 14,выход первого умножителя 15 подключен ко второму входу первого смесителя 6 и первому входу третьего смесителя 8, а выход второго умножителя 16 нагружен на вторые входы второго и третьего смесителей 7 и 8 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

При воздействии давления и температуры на преобразОватель 1 изменяются резонансные частоты пьезорезонаторов 2 и 3, подключенных в схему автогенераторов 6 и 7, изменяя их частоты Е„ ки Е> в соответствии с системой . уравнений вида

Р+ т (11

2 о2 2p . 2т гце Е „, K„ — начальные частоты сигналов автогенераторов 4 и 5;

К„,k т — частотные коэффициенты температурной чувствительности пьезорезонаторов 2 и 3 1

К „,К вЂ” частотные коэффициенты чувствительности пьезорезонаторов 2 и 3 по давлению;

Р— давление; — температура, Пьезорезонаторы 2 и 3 размещены ца упругом элементе таким образом, что они имеют одинаковые величины и знаки коэффициентов температурной чувствительности и различные по знаку коэффициенты чувствительности по давлению.

Каждая из цепей двухкольцевой системы фазовой подстройки частоты датчика содержит последовательно соединенные усилитель, управляемый кварцевый генератор, управляемый умножитель частоты и замыкается на соответствующий смеситель,первый вход которого подключен к соответствующему автогенератору.При вхождении системы подстройки частоты в режим синхронизма обеспечивается решение системы уравнений (1) относительно информационных параметров. При этом с выхода смесителя 8 снимается сигнал, пропорциональный давлению, а с выхода одного иэ смесителей 6 или 7сигнал, пропорциональный Фемператутуре.

1137362

Составитель Н.Кизилов

Редактор Н.Киштулинец Техред Т,дубинчак Корректор М.Максимишинец

Эакаэ 10513/31 Тираж 898 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

123035, Москва, X-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4

Введение умножителей 15 и 16 позволяет уменьшить диапазоны перестройки генераторов 13 и 14 пропорционально соответствующим коэффициентам умножения.Это в свою очередь позволяет устранить нестабиль- 5 ность работы генераторов 13 и 14 и обеспечить более высокую лннейность характеристики их преобразования, а следовательно, и точность подстройки частоты и точность работы о устройства в целом.

Введение третьего смесителя позволяет в два раза повысить крутизну характеристики, преобразования датчика по давлению. В результате чего в любой точке диапазона измеряемого давления в два раза повышается отношение информационного приращения частоты дЕ(Р) к погрешности нуля лЕ датчика, а следовательно, его точность и разрешающая способность.