Устройство для измерения давления

 

Изобретение относится к приборостроению и позволяет повысить точность измерений давления. Для этого наряду с автогенератором 1, пьезорезонаторами 2 и 2<SP POS="POST">1</SP>, конденсаторами 7 и 7<SP POS="POST">1</SP>, буферным усилителем 8, смесителями 9 и 10, широкополосным усилителем 11 и измерителем частоты 12 устройство для измерения давления содержит амплитудный детектор 13 и два аттенюатора 14 и 15, обеспечивающие стабилизацию амплитуды колебаний на выходе усилителя 11. Этим достигается линейный режим работы усилителя 11, что позволяет избежать погрешностей преобразования, связанных с возникновением зоны нечувствительности из-за синхронизационных эффектов в автоколебательной системе. Тем самым повышается точность измерений. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (199 (11) . g 4 С 01 L 9/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOINY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР (2I) 4321248/24-10 (22) 28.10 ° 87 (46) 15.07.89. Бюл. 1! 26 (71) Харьковский авиационный институт им.Н.Е.Жуковского (72) А.С.Василенко, Е.С.Колесник и В.Л.Сорокопут (53) 531.787(088.8) (56) Asторское свидетельство СССР

I1 983474, кл. С Ol Ь 9/08, 1980.

Авторское свидетельство СССР

В 1170298, кл. С Ol L 9/08, 1983. (54). УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к приборостроению и позволяет повысить точность измерений давления. Для этого

2 наряду с автогенератором I,ïüåýîðåзонаторами 2 и 2, конденсаторами 7 и 7, буферным усилителем 8, смесителями. 9 и 10 широкополосным усилителем 11 и измерителем 12 частоты устройство для измерения давления содержит амплитудный детектор 13 и два аттенюатора 14 и 15, обеспечивающие стабилизацию амплитуды колебаний на выходе усилителя !1. Этим достигается линейный режим работы усилителя II> что позволяет избежать погрешностей преобразования, связанных с возникновением эоны нечувствительности из-за синхрониэационных эффектов в автоколебательпой системе.

Тем самым повышается точность измерений. 1 ил.

1493892

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения давления °

Целью изобретения является повы5 шение точности измерений.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство для измерения давления содержит автогенератор 1, два кварцевых резонатора AT-среза 2 и 2, один иэ которых {2) является частотно"задающим элеиентом автогенератора 1, каждый кварцевый резонатор содержит по два дополнительных 3,4 15 и 3, 4 и по два основных 5, 6 и

5, 6 электрода, два конденсатора

7 и 7, буферный усилитель 8, первый 9 и второй 10 смесители, широкополосный усилитель 11, измеритель 12 20 частоты, амплитудный детектор 13 и два идентичных управляемых аттенюатора 14 и 15.

Измеряемое давление прикладывается к обоим кварцевым резонаторам 2

I и 2, так, чтобы изменение их pesoнансных частот было одинаковым по модулю, но разным по знаку. Кварцевый резонатор 2 своими дополнительными электродами 3 и 4 включен в схему ав- 30 тогенератора 1. Основные электроды 6

5 и 5 подключены к общей шине, а

I основные электроды 6 и 6 связаны с общей шиной через соответствукщие конденсаторы 7 н 7 . Кварцевый резонатор 2 подключен к

I выходу автогенератора I через буферный усилитель 8. Выход первого смесителя 9 подключен к первому входу

Второго 10 смесителя выход котОрого 40 через широкополосный усилитель 11 связан с первым входом первого смеситвля 9. Электроды 4 и 4 резонаторов через управляемые аттенюаторы 14 и 15 ссответственно связаны с вторы- 45 ми входами смесителей 9 и 10. Выход широкополосного усилителя 11 подключен к измерителю 12 частоты и через амплитудный детектор 13 связан с управляющимн входами аттенюаторов 14 и !5.

Устройство для измерения давления работает следующим образом.

При номинальном измеряемом давлении резонансные частоты резонаторов и 2 совпадают, поэтому фазовый сдвиг между сигналами на выходах аттенюа» торов 14 и IS отсутствует. Эти сигналы поступают на вторые входы смесителей 9 и 10, в результате чего в автоколебательной системе, образованной соединенными в кольцо смесителями 9 и 10 и широкополосным усилителем 11, возникают колебания с частотой, соответствующей номинальному давлению. При изменении измеряемого давления частота автогеиератора изменяется, например уменьшается. Резонансная частота резонатора 2 увеличивается, т.е. он возбуждается сигналом с буферного усилителя 8 на частоте, ниже резонансной, поэтому возникает фазовый сдвиг между сигналами на выходах аттенюаторов 14 и 15 и частота колебаний в кольце из смесителей 9,10 и усилителя 1! изменяется соответственно величине упомянутого фазового сдвига. Частотомер 12 зафиксирует это изменение частоты, по которому можно определить измерение измеряемого давления.

Однако частота автоколебаний в кольце из смесителей 9,10 и усилителя 11 зависит не только от сдвига фаэ между сигналами на входах смесителей 9 и 10, но и от величины амплитуды сигнала на выходе усилителя 11 которая зависит от амплитуд сигналов на выхоцах смесителей. В то же время при изменении давления, приложенного к резонаторам 2 и 2, изменяется амплитуда сигнала, снимаемого с дополнительного электрода 4 .

При отсутствии в схеме устройства амплитудного детектора 13 и аттенюаторов 14 и 15 амплитуда колебаний на выходе усилителя 11 нарастала бы до тех пор, пока усилитель не будет работать в нелинейном режиме.

Это приводит к возникновению синхронизационных эффектов в автоколебательной системе из-за наличия в ней комбинационных составляющих, обусловленных неидеальностью фильтров смесителей 9 и 10, что ведет к возникновению ступенек на характеристике преобразования, Для устранения этих явлений в схеме устройства используются аттенюаторы 14, 15, управляемые сигналом с выхода амплитудного детектора. При этом амплитуда колебаний стабилизируется, усилитель 11 работает в ли" нейном режиме, поэтому синхронизационные эффекты не возникают.

Таким образом, блarодаря использованию аттенюаторов и амплитудного

Составитель И. Сумцов

Техред М.Дидык

Редактор М.Бандура

Корректор A.Êoçîðèý

Заказ 4094/39 Тирах 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Уагород, ул. Гагарина, 101

5 14938 детектора в электрической схеме устройства устраняется эона нечувствительности, снимается погрешность преобразования давления в частоту. Тем самым повышается точность измерений.

Формула изобретения

Устройство для измерения давления, содержащее автогенератор, два пьезорезонатора, калдый, с двумя основными и двумя дополнительными электродами, два конденсатора, два смесителя, широкополосный и буферный усилители и измеритель частоты, причем каидьгй пьеэореэонатор подключен одним из основных электродов к общей шине устройства непосредственно, а другим— через соответствуниций конденсатор, первый пьеэорезонатор дополиительиы- 20 ми электродами подключен к автогене92 е ратору, выход которого через буферный усилитель связан с первым дополнительныч электродом второго пьеэорезонатора, выход которого через широкополосный усилитель связан с первым входом первого смесителя и с измерителем частоты, о т г. и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено двумя управляемыми аттенюаторами и амплитудным детектором, причем входы аттенюаторов подключены соответственно к выходу автогенератора и второму дополнительному электроду второго пьезореэонатора, выходы аттенюаторов подключены соответственно к вторым входам смесителей, а управляющие вхо ды аттенюаторов через амплитудный детектор связаны с выходом широкополосного усилителя.