Измеритель давления
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах контроля давления с полной гальванической развязкой объекта и регистратора. Цель изобретения - повышение эффективности компенсации колебаний уровня оптического излучения. Выходной сигнал компаратора 14 управляет работой ключевой схемы 10, включенной на пути прохождения сигнала от фотоприемника 9 до входа дифференциального усилителя 12. Интегратор 11 осуществляет усреднение сигнала на выходе ключевой схемы 10. Измеритель 15 временных интервалов определяет длительность импуль са, по которой регистр 16 выводит информацию о величине давления, действу-§ ющей на датчик 2. 1 ил. «Л , г-1 ГА i 111 jJ-f CIb &-wKI - SD .i:j л К) Oi 4 GO tN9 CX)
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 L 11 00! —
®CF ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, !1 К А ВТОРСИОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ быть использовано в системах контроля давления с полной гальванической развязкой объекта и регистратора. Цель изобретения — повышение эффективности компенсации колебаний уровня оптического излучения. Выходной сигнал компаратора 14 управляет работой ключевой схемы 10, включенной на пути прохождения сигнала от фотоприемника 9 до входа дифференциального усилителя 12. Интегратор 11 осуществляет усреднение сигнала на выходе ключевой схемы 10. Измеритель 15 временных интервалов определяет длительность импульса по которой регистр 16 выводит инЭ И формацию о величине давления, действу-Е ющей на датчик 2. 1 ил. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3808712/ t8-10 (22) 31. 10. 84 (46) 30.08.86. Бюл. Р 32 (71) Институт электроники АН БССР (72) В.А.Пилипович, А.А.Визнер и А.К.Есман(53) 531.787(088 ° 8) (56) Заявка Великобритании N 2084316, кл. G 01 L1/24,,опублик. 1982. Патент США У 4368645, кл. кл. G 01 L 9/00, опублик. 1983. Заявка Франции Р 2522146, кл. G 01 1. 13/02, опублик. 1984 ° (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может „„SU„„1254328 А 1 Ф l 25 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах контроля давления с полной гальванической развязкой объекта и регистратора. Цель изобретения — повышение эффективности компенсации колебаний уровня оптического излучения. На чертеже приведена схема устройства. В измерителе давления источник 1 оптического излучения и датчик 2 связаны оптически последовательно. Датчик состоит из чувствительного элемента 3, двулучепреломляющей призмы 4, анизотропных кристаллов 5 и 6, двулучепреломляющей призмы 7. На пути .одного из выходных лучей датчика 2 установлен первый фотоприемник 8, на пути другого — второй фотоприемник 9. Фотоприемник 9 через ключевую схему 10 и интегратор 11 связан с вторым входом дифференциального усилителя 12. Генератор 13 пилообразного напряжения подключен к входу компаратора 14. Первый вход компаратора 14 связан ф выходом дифференциального усилителя 12, а выход — с входом измерителя 15 временных интервалов. Регистратор 16 подключен к выходу измерителя 15 временных интервалов. В конкретном исполнении источник оптического излучения 1 — выпускаемый промьппленностью лазер ЛГ-78, фотоприемники 8 и 9 — ФД 21 КП, интегратор 11 выполнен на операционном усилителе К14ОУД7» ключевая схема 10 - на двухзатворном полевом транзисторе КП350А, дифференциальный усилитель 12 — К140 УД8, генератор пилообразного напряжения состоит из генератора прямоугольного сигнала на микросхемах 155 серии и интегрирующей цепи, измеритель 15 временных интервалов состоит из генератора тактовых импульсов, схемы И и счетчика, регистратор 16 — АЛС 321 с дешифратором 514 ИД2. Датчик 2 выполнен в виде двух последовательно оптически связанных анизотропных кристаллов со взаимно ортогональной ориентацией оптических осей, расположенных между двумя двулучепреломляющими призмами со скрещенными осями поляризации, при этом выходные лучи второй двулучепреломляющей призмы являются выходами датчика. Анизотропные кристаллы ниобата лития 5 и 6 и двулучецреломляющие призмы (призмы Глана) 4 и 7 связаны последовательно. оптичес4328 2 ки. Чувствительный элемент 3 механически связан с аниэотропным кристал лом 6. В исходном состоянии разность хода 5 между компонентами оцтического излучения со взаимно ортогональной поляризацией на выходе датчика равна нулю, поскольку датчик содержит два кристалла, оптические оси которых поо 10 вернуты на угол 90 один относительно другого. Изменение давления Р через чувствительный элемент 3 прикладывается к кристаллу 6 датчика 2, деформируя кристалл 6. Разность хода оптических лучей со взаимно ортогональной поляризацией приводит к изменению интенсивностей оптических сигналов на выходах второй двулученреломляющей при змы 7. Сигналы на выходах фотоприемников 8 и 9 пропорциональны интенсивности оптического излучения на выходах пРизмы 7у U †" Оу5S Х, (1 — соз211 ), И,р - 0,5S I 2 — sin2W>), где S„ S, крутизна преобразования фотоприемников. Сигнал первого фотоприемника 8 подается на один иэ входов дифференциального усилителя 12 непосредственно, сигнал зо второго фотоприемчика 9 подается на другой вход дифференциального усилителя 12 через последовательно соединенные ключевую схему 10 и интегратор 11. Ключевая схема 10 управляется сигналом компаратора 14. На одном из входов компаратора 14 действует пилообразное напряжение U„, на другом " выходное напряжение дифференциального усилителя U „ В моменты времени, когда мгновенное значение пилообразного 4О напряжения меньше выходного сигнала дифференциального усилителя, сигнал на выходе компаратора 14 равен нулю, в остальные моменты времени на выходе компаратора 14 сохраняется постоянный 45 уровень U«„„ . Таким образом, сигнал на выходе компаратора имеет вид импульсов с длительностью = U Т/Uд ПУ где U„уровень пилообразного напряжения, Т вЂ” период пилообразного нап5О ряжения. Выходной сигнал компаратора i4 управляет работой ключевой схемы 10, включенной на пути прохождения сигнала от второго фотоприемника 9 до входа дифференциального усилителя 12, >> Тем самым сигнал второго фотоприемника 9 преобразуется в импульсы длительностью i,,периодом Т и уровнем U Интегратор 11 осуществляет усреднейие Составитель Е.Пруцков Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Патай Редактор A.Ãóëüêî Заказ 4711/45 Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-ÇS, Раушская наб., д. 4/S Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 1254 сигнала на выходе ключевой схемы 10 по по периоду Т Пса» эП,т» гIо,(1 sin211 /h ) /U„. На одном из входов дифференциального усилителя 12 действует сигнал первого 5 фотоприемника 8, а на другом — сигнал Ц . Сигнал на выходе дифференциального усилителя 12 Пд» (П р, Ucî) ° где о(- коэффициент усиления диффе- 10 ренциального усилителя 12. При достаточно большом коэффициенте усиления дифференциального усилителя gU» У„и сигнал на выходе дифференциального усилителя удовлетворяет f5 соотношению Пч 4 П,т т д» тт При этом длительность импульсов на выходе комнаратора 14 20 д» и ™ 1 TS,(1 — cos2K
Б (1 — sin2>h/Я ) Иэ последнего соотношения видно, что длительность импульса содержит информацию о наведенной давлением разности хода 6, причем при достаточно большом коэффициенте усиления дифференциального усилителя 7 не зависит от интенсивности оптического излучения на входе датчика ) . Измеритель временных интервалов 15 определяет длительность импульса Г, по которой 328 4 регистратор 16 выводит информацию о величине давления P действующей на датчик. Формула изобретения Изметтитель давления, содержащий источник оптического излучения, связанный с оптическим датчиком, один из выходов которого соединен с первым фотоприемником, подключенным к первому входу дифференциального усилителя, второй фотоприемник, выход которого связан с вторым входом дифференциального усилителя, а вход - с вторым выходом датчика, и регистратор, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности компенсации колебаний уровня оптического излучения, в него введены клточевая схема, интегратор, компаратор, генератор пилообразного напряжения И измеритель временных интервалов, при этом управляющий вход ключевой схемы подключен к выходу компаратора, один вход которого связан с выходом дифференциального усилителя, другой — с генератором пилообразного напряжения, а выход компаратора через измеритель временньтх интервалов соединен с регистратором, причем с вторым входом дифференциального усилителя выход второго фотоприемника связан через последовательно включенные ключевую схему и интегратор.
