Пьезоэлектрический преобразователь давления

 

Изобретение относится к приборостроению и позволяет повысить надежность пьезоэлектрического преобразователя давления за счет диагностики обрыва соединительного кабеля. Для этого наряду с электрометрическим преобразователем 1, к входу которого через кабель 2 подключен пьезодатчик 3, устройство содержит формирователь импульсов 4, блок управления 5, блок сигнализации 6, амплитудный дискриминатор 7, ключи 8-10. Формирователь 4 включает в себя одновибратор, ключ, источник напряжения и трансформатор. При проведении диагностики измерительной цепи импульсы напряжения калиброванной амплитуды через пьезодатчик 3 поступают на вход электрометрического преобразователя 1. При обрыве кабеля амплитудный дискриминатор 7 формирует управляющий сигнал и активизируется блок сигнализации 6. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

,.SU„„1472 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С О1 I. 9 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4204498/24-10 (22) 03.03.87 (46) 15.04.89. Бюл. Х 14 (72) А.В.Есаулов (53) 53 1.787(088.8) (56) Левшина Е.С., Новицкий П.В.

Электрические измерения физических величин. Л., 1983, с. 116, рис. 6-6б. (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАTElIb ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к приборостроению и позволяет повысить надежность пьезоэлектрического преобразователя давления за счет диагностики обрыва соединительного кабеля. Для этого наряду с электрометрическим преобразователем 1, к входу, которого через кабель 2 подключен пьезодатчик 3, устройство содержит, формирователь импульсов 4, блок уп" равления 5, блок сигнализации 6, амплитудный дискриминатор 7, ключи

8-10. Формирователь 4 включает в себя одновибратор, ключ, источник напряжений и трансформатор. При проведении диагностики измерительной цепи импульсы напряжения калиброванной амплитуды через пьезодатчик 3 поступают на вход электрометрического преобразователя 1. При обрыве кабеля амплитудный дискриминатор 7 формирует управляющий сигнал и акти визируется блок сигнализации 6.

1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1472774

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения и контроля импульсных давлений.

Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет диагностики обрыва соединительного кабеля.

На фиг. 1 приведена функциональ- 10 ная схема устройства; на фиг. 2— диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг. 3 — функциональная схема формирователя импульсов калибровочной амплитуды; на фиг. 4 и 5 — 15 функциональные схемы блока управления и блока сигнализации соответственно.

Пьезоэлектрический преобразователь давления содержит (фиг. 1) элекрометрический преобразователь 1, 20 соединительный кабель 2, пьезоэлектрический датчик 3, формирователь 4 импульсов калиброванной амплитуды, блок 5 управления, блок 6 сигнализации, амплитудный, дискриминатор 7, 25 первый 8, второй 9 и третий 10 нормально замкнутые аналоговые ключи.

Электрометрический преобразователь 1 содержит электрометрический усили тель 11, интегрирующий конденсатор 1230 и разрядный ключ 13. Формирователь 4 импульсов калиброванной амплитуды (фиг. 3) включает в себя однавибратор

14, четвертый нормальна разомкнутый аналоговый ключ 15, источник 16 опорного напряжения и развязывающий трансформатор 17, имеющий ферромаг-. нитный сердечник 18, на котором размещейы входная 19 и выходная 20 обмотки. Блок 5 управления (фиг. 4) 40 содержит одновибраторы 21, 22 и эле менты 23 и 24 задержки. Блок 6 сигна" лизации содержит D-триггер 25 и индикатор 26 °

К инвертирующему входу электро- 45 метрического преобразователя 1 через соединительный кабель-.2 подключен первый вывод пьезоэлектрического датчика 3, а экранирующая оплетка кабеля 2 и неинвертирующий вход элвктрометрического преобразователя 1. присоединены к общей шине устройства.

Выход электрометрического преобразователя 1 подключен к первому зажиму выхода пьезоэлектрического преобра55 зователя давления через второй нормально замкнутый анадоговый ключ 9.

К первому выходу формирователя 4 импульсов калиброванной амплитуды присоединены второй вывод пьезоэлектрического датчика 3 и первый вывод первого аналогового нормально замкнутого ключа 8, второй вывод ключа 8 и второй вывод формирователя 4 импульсов калиброванной амплитуды подключены к общей шине устройства. К выходу электрометрического преобразователя

1 подключен вход амплитудного дискриминатора 7, выход которого присоединен к входу управления блока 6 сигнализации.

Вход запуска блока 5 управления присоединен к входу запуска пьезоэлектрического преобразователя давления, к первому выходу блока 5 управления подключены входы сброса электрометрического преобразователя 1 и блока 6 сигнализации. К второму выходу блока 5 управления подключены входы управления нормально замкнутых аналоговых ключей 8-10, к третьему выходу блока 5 управления присоединен вход запуска формирователя 4 импульсов калиброванной амплитуды, к четвертому выходу — вход стробирования блока 6 сигнализации.

Пьезоэлектрический преобразователь давления работает следующим образом.

После подачи питающих напряжений выходное напряжение электрометрического преобразователя 1 отлично от нуля (фиг. 2d, интервал 0-t ) из-за натекания заряда в интегрирующий конденсатор 12 (фиг. 1) во время переходного процесса в момент подачи питающих напряжений. Для проведения диагностики перед началом измерений на вход запуска блока 5 управления подается команда запуска (фиг. 2а, момент времени t,), после чего срабатывает первый одновибратор

21 (фиг. 4) и на его выходе появляется высокий уровень напряжения. В момент времени t на первом выходе бло1 ка 5 управления появляется сигнал управления, который поступает на вход сброса электрометрического преобразователя 1 и вход сброса блока 6 сигнализации. Разрядный ключ 13 замыкается, и выходное напряжение электрометрического преобразователя 1 уменьшается до нуля. Задним фронтом выходного импульса первого одновибратора

2 1 блока 5 управления запускается второй одновибратор 22, и на втором выходе блока 5 управления появляется управляющий сигнал (фиг. 2s момент

Таким образом, пьезоэлектрический преобразователь давления обеспечивает диагностику измерительной цепи, что позволяет предотвратить потери информации при проведении измерений и повышает надежность устройства.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Пьезоэлектрический преобразователь давления, содержащий электрометрический преобразователь заряда, к инвертирующему входу которого через соединительный кабель подключен первый вйвод пьезоэлектрического Датчика, а экранирующая оплетка кабеля и неинвертирующий вход электрометрического преобразователя заряда присоединены к общей шине устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности устройства за счет диагностики обрыва соединительного кабеля, он снабжен фор-. мирователем импульсов калиброванной амплитуды, блоком управления, блоком сигнализации, тремя нормально замкнутыми аналоговыми ключами и амплитуд-м ным дискриминатором, причем к первому выходу формирователя импульсов калиброванной амплитуды присоединены второй вывод пьезоэлектрического датчика и первый вывод первого нормально замкнутого аналогового ключа, второй вывод которого подключен к второму з

1472774 времени t>) размыкающий ключи я-10

Задним фронтом выходного импульса одновибратора 21 запускаются также элементы задержки 23 и 24 блока 5 уп- з 5 равления. Через время а на выходе элемента 23 задержки появляется сигнал запуска формирователя 4 импульсов калиброванной амплитуды. В формирователе 4 (фиг. 3) запускается одновибратор 14, выходной сигнал которого поступает на вход управления нормаль-. но разомкнутого аналогового ключа

15, который замыкается, и на входную обмотку 19 трансформатора 17 посту- 15 пает напряжение с источника 16 опорного напряжения. На вторичной, выходной обмотке 20 появляется импульс . напряжения (фиг. 2, момент времени

t ),,который поступает через пьезо- 20 электрический датчик 3 на вход электрометрического преобразователя

1, который осуществляет интегрирова:ние входного тока (фиг. 2г, д) . В:момент времени tg появляется сигнал на вы- 25 ходе второго элемента 24 задержки, который поступает на четвертый выход блока 5 управления и осуществляет стробирование блока 6 сигнализации.

Если выходной сигнал электрометричес- 30 кого преобразователя 1 находится в допустимых пределах (измерительная цепь исправна и обрыв кабеля 2 отсутствует), тр - амплитудный дискриминатор 7 вырабатывает сигнал высокого уровня (фиг. 2ф который поступает на выходу формирователя импульсов кавход управления блока 6 сигнализации. либрованной амплитуды и к общей шине

После поступления стробирующего импульса с четвертого выхода блока 40

5 управления D-триггер 25 блока 6 сигнализации остается в начальном состоянии, т.е. íà его инверсном выходе присутствует сигнал низкого уровня и элемент 26 индикации не 45 функционирует. При нарушениях в измерительной цепи, например при обрыве кабеля 2, íà вход электрометрического преобразователя. 1 не поступает ток, выходное напряжение электрометрического преобразователя 1 не соответствует допустимым пределам, выходной сигнал амплитудного дискримй атора 7 имеет низкий уровень, и при. поступлении стробирующего импульса с 5 четвертого выхода блока 5 управления на инверсном выходе триггера 25 появляется сигнал высокого уровня, который активизирует индикатор 26. устройства, выход электрометрического преобразователя заряда подключен к входу амплитудного дискриминатора и через второй нормально замкнутый аналоговый ключ — к первому зажиму выхода пьезоэлектрического преобразователя давления, второй зажим выхода которого через третий нормально замкнутый аналоговый ключ присоединен к общей шине устройства, выход амплитудного дискриминатора присоединен к входу управления блока сигнализации, вход запуска блока управления присо фйнен к входу запуска диагностики пьфзоэлектрического преобразоратедф давления, к первому выходу бпока- управления подключены входы сброса электрометрического преобразователя заряда н блока сигнализации, к второму выходу блока управления подключены входы управления нормально замкнутых аналоговых ключей, к тре-, 5 1@72774 6 тьему выходу блока управления присое- ключ и одновибратор, причем к первичдинен вход запуска формирователя ной обмотке трансформатора последоимпульсов калиброванной амплитуды, вательно подключены источник опорного а к четвертому выходу — вход строби- напряжения и четвертый нормально рарования блока сигнализации.

- зомкнутый аналоговый ключ, вход уп2. Преобразователь по и. 1, о т- равления которого подключен к выхол и ч а ю шийся тем, что в нем ду одновибратора, а входом и выходами формирователь импульсов калиброванной формирователя импульсов калиброванамплитуды содержит источник опорного .щ ной амплитуды являются соответственно напряжения, трансформатор, четвертый вход запуска одновибратора и выводы нормально разомкнутый аналоговый вторичной обмотки трансформатора.

1472774

Составитель И. Сумцов

Техред А.Кравчук Корректор ?1. ?1аксимишинец

Редактор Т. Лазореико

Заказ 1700/41 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина, 101