Датчик давления

 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при измерении давления. Цепью изобретения является повьппеиие точности измерений. Кварцевые пьезорезонаторы 2 и 6 возбуждаются от автогенератора 1. Сдвиг фаз между колебаниями пьезорезонаторов 2 и 6 зависит от измеряемой величины давления , которое прикладывается к второму пьезорезонатору 6, Смесители 9 и 10, к которым подключены пьезорезонаторы 2 и 6, соединены с фазовым детектором 13, соединенным с последовательно включенными пер естраиваемым генератором 15 и линией задержки 16, выходом соединенной с вторым входом смесителя 9. Выход перестраиваемого генератора 15 соединен с вторым входом смесителя 10 и входом измерителя 17 частоты. Смесители 9 и 10, фазовый детектор 13,перестраиваемый генератор 15 с линией задержки 16 образуют контур отслеживания за рассогласованием фаз между колебаниями пьезорезонаторов 2 и 6 и выходной сигнал частоты генератора 15, подаваемый на измеритель 17, линейно зависит от величины измеряемого давления. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН

gg 4 G О1 L 9/08 опислии изовгетения н автогеном с еид твъствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4051375/24-10 (22) 07.04.86 (46) 07.11.88. Бюл, У 41 (72) В.Г.Касьян, Е,С.Колесник, В.Л.Сорокопут и А.И.Черепков (53) 531.787 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 741078, кл. G 01 Т 9/08, 1980, Авторское свидетельство СССР

У 983474, кл. G 01 L 9/08, 1982. (54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при измерении давления, Целью изобретения является повышение точности измерений. Кварцевые пьезорезонаторы 2 и 6 возбуждаются от автогенератора 1. Сдвиг фаз между колебаниями пьезорезонаторов 2 и 6 зависит от измеряемой величины давлеt, SUÄÄ 1435968 д1 ния, которое прикладывается к второму пьеэорезонатору 6. Смесители

9 и 10, к которым подключены пьеэорезонаторы 2 и 6, соединены с фазовым детектором 13, соединенным с последовательно включенными пефестраиваемым генератором 1 5 и линией задержки 16, выходом соединенной с вторым входом смесителя 9. Выход перестраиваемого генератора 15 соединен .с вторым входом смесителя 10 и входом измерителя 17 частоты. Смесители 9 и 10, фазовый детектор 1З,перестраиваемый генератор 15 с линией задержки 16 образуют контур отслеживания за рассогласованием фаз между колебаниями пьезореэонаторов 2 и 6 и выходной сигнал частоты генератора 15, подаваемый на измеритель 17, линейно зависит от величины измеряемого давления. l ил.

1435968

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в устройствах для измерения давления, силы и ускорения.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

На чертеже приведена схема датчика давления.

Датчик давления содержит автогене- 0 ратор 1, в частотнозадающую цепь которого включен первый трехэлектродный кварцевый пьезорезонатор 2 своими основными электродами 3 и 4, буфер:ный усилитель 5, вход которого соединен с выходом автогенератора I,второй трехэлектродный кварцевый пьезорезонатор 6, основные электроды 7 и 8 которого подключены к выходу буферного усилителя 5, два смесителя 9 и 10, 20 первые входы которых соединены с соответствующими дополнительными элект,родами 11 и 12 пьезорезонаторов 2 и

6, последовательно соединенные фазовый детектор 13 с фильтром 14 нижних частот, перестраиваемый генератор !

15, линию 16 задержки и измеритель

17 частоты, подключенный к выходу перестраиваемого генератора 15.

Выходы смесителей 9 и 10 соедине- 30 ны с соответствующими входами фазовсго детектора 13, а вторые входы смесителей 9 и 10 подключены, соответственно, к выходу линии !6 задержки и выходу перестраиваемого генератора 15, Кварцевые пьезорезонаторы 2 и

6 выполняются идентичными в виде линзовых пьезоэлементов AT-среза, в центральной части которых с обеих сторон нанесены основные электроды. 4р

Дополнительный электрод представляет собой сегменты, охватывающие кромки пьезоэлемента с двух сторон, Для снижения температурных погрешностей измеряемое усилие прикладывается к вто- 45 рому пьезорезонатору 6 под углом примерно 50 .

Датчик работает следующим образом.

Автогенератор 1 генерирует колебания на частоте резонанса кварцевого пьезорезонатора 2, На той же частоте возбуждается через буферный усилитель 5 и кварцевый пьезорезонатор

6. Сдвиг фаз между колебаниями пьезорезонаторов 2 и 6 зависит от измеряемой величины давления, Между сигналами, поступающими на вторые входы смесителей 9 и !О, также существует фазовый сдвиг благодаря линии 16 задержки. Этот фазовый сдвиг линейно зависит от частоты перестраиваемого генератора 15. Фазовый детектор 13 воздействует на частоту перестраиваемого генератора 15, что приводит к уравновешиванию сдвига фаз между пъезорезонаторами 2 и 6 сдвигом фаз на вторых входах смесителей 9 и 10.

Таким образом, смесители 9 и 10, фазовый детектор 13, перестраиваемый генератор 15 с линией,16 задержки образуют контур отслеживания за рас-. согласованием фаз между колебаниями пьезорезонаторов 2 и 6, обусловленным воздействием измеряемой величины, причем выходной сигнал частоты, подаваемый на измеритель 17, линейно зависит от упомянутого рассогласования фаз.

Благодаря тому, что фазовый детектор работает в режиме нуль-органа системы слежения за рассогласованием фаз, отсутствуют нежелательные явления, обусловленные синхронизационными эффектами в смесителях известных датчиков, что позволяет получить линейную характеристику преобразования и повысить точность измерений.

Формула и з о б р е т ения

Датчик давления, содержащий автогенератор, в частотнозадающую цепь которого включен своими основными электродами первий трехэлектродний пьезорезонатор, буферный усилитель, вход которого соединен с виходом автогенератора, второй трехэлектродный пьезорезонатор, основние электроды которого подключены к выходу буферного усилителя, два смесителя, первые входы которых соединени с соответствующими дополнительными электро-ъ дами пьезорезонаторов, и измеритель частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет исключения ступенек в характеристике преобразования, обусловленных синхронизационными эффектами в смесителях, он снабжен последовательно соединенными фазовым детектором, перестраиваемым генератором и линией задержки, причем выходы линии задержки и перестраиваемого генератора соединены, соответственно, с вторыми входами смесителей, выходи которых соединены с соответствующими входами фазовпго детектора, а измеритель частоты подключен к выходу перестраиваемого генератора.