Устройство для измерения давления

 

Изобретение относится к приборостроению и позволяет повысить точность измерений акустического давления за счет непрерывной компенсации изменений чувствительности пьезоэлемента. Для этого, наряду с пьезоэлементом 1 с основным электродом 2, генератором 4, усилителями с автоматической 6 и ручной 5 регулировками усиления и детектором-интегратором 7, устройство для измерения давления содержит блок частотного разделения сигналов 8 и полосовой фильтр 9, а пьезоэлемент 1 снабжен дополнительным контрольным электродом 3. Генератор 4 формирует пилот-сигнал, который выделяется с основного электрода 2 пьезоэлемента 1 и по амплитуде которого регулируется коэффициент усиления усилителя 6. Таким образом, изменение чувствительности пьезоэлемента 1, вызываемое старением, частичной деполяризацией и т.п., компенсируется, чем повышается точность измерений. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (51)5 (01 Т. 9/08 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/ (O (а

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НСМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21 ) 4209009/24-10 (22) 10.03.87 (46) 23.07.90. Бюл. И- 27 (72) А.А. Сангалов (53) 531.787(088.8) (56) Клюкин H.È., Колесников A.Е.

Акустические измерения в судостроении.

Л., 1966, с. 339. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

"! (57) Изобретение относится к приборостроению и позволяет повысить точность измерений акустического давления за счет непрерывной компенсации изменений чувствительности пьезоэлемента. Дпя этого, наряду с пьезоэлементом 1 с основным электродом 2, reг

2 нератором 4, усилителями с автоматической б и ручной 5 регулировками усиления и детектором-интегратором 7, устройство для измерения давления содержит блок частотного разделения сигналов 8 и полосовой фильтр 9, а пьезоэлемент 1 снабжен дополнительным контрольным электродом 3. Генератор 4 формирует пилот-сигнал, который выделяется с основного электрода 2 пьезоэлемента 1 и по амплитуде которого регулируется коэффициент усиления усилителя 6. Таким образом, изменение чувствительности пьезоэлемента 1, вызываемое старением, частичной деполяризацией и т.п., компенсирует ся, чем повышается точность измерений. 2 ил.

1580191

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения давления в акустических полях.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет непрерывной компенсации изменений чувствительности пьезоэлемента.

На фиг. I представлена блок-схема устройства для измерения давления; на фиг. 2 — график размещения полосы рабочих частот и частоты пилот-сигнала.

Устройство для измерения давления содержит пьезоэлемент 1 с основным 2 и контрольным 3 электродами, генератор 4 пилот.-сигнала, усилитель

5 с ручной регулировкой усиления, усилитель 6 с автоматической регулировкой усиления, детектор-интегратор

7, блок 8 частотного разделения сигналов и полосовой фильтр 9.

Устройство работает следующим образом. 25

Пилот-сигнал с генератора 4 подаб. ется на контрольный электрод 3 и механически возбуждает пьезоэлемент 1.

Частота и амплитуда пилот-сигнала на выходе генератора 4 неизменны. Ампли- р туда пилот-сигнала на основном электроде 2 пьезоэлемента 1 зависит от физических свойств пьезоматериала, в частности от пьезомодуля. При уменьшении пьезомодуля в процессе эксплуатации амплитуда пилот-сигнала на основном электроде 2 пьезоэлемента 1 уменьшается. Пилот-сигнал проходит через усилитель б с автоматической регулировкой усиления, блок 8 частот- 40 ного разделения сигналов и полосовой фильтр 9 на вход детектора-интегратора 7, который формирует на своем выходе уровень электрического потенциала, пропорциональный амплитуде пилот- 45 сигнала. Этот потенциал через усилитель 5 поступает на управляющий вход усилителя б с автоматической регулировкой усиления.

Частота пилот-сигнала выбрана вне полосы рабочих частот измеряемого акустического давления (фиг. 2). Измеряемые сигналы пульсаций давления воздействуют на пьезоэлемент 1 и не зависимо от пилот-сигнала наводят на основном электроде 2 электрический заряд, потенциал которого подается на вход усилителя 6, и через блок частотного разлеления сигналов 8 поступает на выход устройства.

Работу устройства обеспечивает линейность преобразования, характерная для пьезоэффекта. При этом отсутствует какое-либо искажение рабочих сигналов на выходе устройства из-за действия пилот-сигнала.

На фиг. 2 поясняется разделение сигналов по частоте..При этом — f — полоса рабочих частот;

f à — частота пилот-сигнала; 6 f = — полоса пропускания йоло4 3

СОВОГО фИЛЬтРа; 6f = f > - f .- ПОЛОса пропускания усилйтеля.

Частоту пилот-сигнала допустимо выбирать и в области fr f однако в этом случае необходимо обеспечить стабильность амплитудно-частотной характеристики усилителя на границах полосы пропускания.

Усилитель 5 может быть выполнен ,в вцце нелинейного функционального преобразователя, что позволяет компенсировать изменение чувствительности пьезоэлемента 1 в широком диапазоне изменений его пьезомодуля в процессе эксплуатации (вызываемых старением, частичной деполяризацией, воздействием температуры, статических давлений измеряемой среды и т.п.)..

Таким образом, благодаря использованин в устройстве автоматической регулировки усиления с управлением по амплитуде пилот-сигнала, возбуждаемого на контрольном электроде пьезоэлемента, устраняется погрешность от изменений чувствительности пьезоэлемента и повышается точность измерений.

Фо р мул а и з о бр е т е ни я

Устройство для измерения давления, содержащее пьезоэлемент с основным электродом, генератор, усилитель с автоматической регулировкой усиления, усилитель с ручной регулировкой уси" ления и детектор-интегратор, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений за счет

l непрерывной компенсации изменений чувствительности пьезоэлемента, оно снабжено блоком частотного разделения сигналов, а пьезоэлемент в нем выполнен с дополнительным контрольным электродом, причем выход генератора соединен с контрольным электродом

Фиг2

Составитель И. Сумцов

Редактор Н, Лазаренко Техред Л.Олийнык . Корректор И.Кучерявая

Заказ 2004 Тираж 467 Подписное

SHHHIM 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

5 158019 пьезоэлемента, основной электрод которого через усилитель с автоматической регулировкой усиления подключен к входу блока частотного разделения сигналов, первыи выход которого

5 является выходом устройства для из1 6 мерения давления, а второй связан с входом детектора-интегратора, вьг од которого через усилитель с ручной регулировкой усиления связан с управляющим входом усилителя с автоматической регулировкой усиления.