Дифференциальный частотный датчик

 

Использование: в измерительной технике при создании частотных датчиков для измерения различных физических величин. Сущность изобретения: дифференциальный частотный датчик содержит первый и второй электромеханические резонаторы 1,2, одноканальный усилитель 3, первый и второй коммутаторы 4,5, таймер 6, формирователь 7 сигналов разностной частоты. Цель изобретения повышение точности путем компенсации фазовой нестабильности усилителя обратной связи. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании дифференциальных частотных датчиков для измерения различных физических величин.

Цель изобретения повышение точности путем компенсации фазовой нестабильности усилителя обратной связи.

На чертеже представлена блок-схема дифференциального частотного датчика.

Дифференциальный частотный датчик содержит первый и второй электромеханические резонаторы 1, 2, одноканальный усилитель 3, первый и второй коммутаторы 4 и 5, таймер 6, формирователь 6 сигнала разностной частоты.

Дифференциальный частотный датчик работает следующим образом.

Сигналы с первого и второго электромеханических резонаторов 1, 2 поступают на входы первого коммутатора 4, который с помощью таймера 6 поочередно подключает выходы первого и второго электромеханических резонаторов 1, 2 на вход усилителя 3. С выхода одноканального усилителя 3 сигнал поступает на вход второго коммутатора 5, который синхронно с первым коммутатором 4 поочередно подключает выход одноканального усилителя 3 ко входам первого и второго электромеханических резонаторов 1, 2. Сигналы частотой соответственно f₁ и f₂ поступают также на входы формирователя 7, на выходе которого выделяется сигнал частотой Δ f f₁-f₂.

Одноканальный усилитель 3 в зависимости от положения ключей первого и второго коммутатора 4, 5 образует с каким-либо из двух электромеханических резонаторов автогенератор. При этом в данном резонаторе возбуждаются механические колебания частотой, близкой к его собственной частоте.

При переключении первого и второго коммутаторов 4, 5 одноканальный усилитель 3 образует автогенератор с другим резонатором, а первый резонатор переходит в режим свободных колебаний с затуханием, т. е. благодаря механической инерционности, резонатор в течение некоторого времени сохраняет свои колебания.

При последующем переключении коммутаторов первый электромеханический резонатор снова образует с одноканальным усилителем 3 автогенератор, а второй электромеханический резонатор переходит в режим свободных колебаний.

Таким образом, при периодическом переключении коммутаторов с помощью таймера 6 в каждом электромеханическом резонаторе возбуждаются непрерывные механические колебания (автоколебания). В электромеханическом резонаторе механические колебания преобразуются в электрический сигнал с частотой этих колебаний. Так как механические колебания резонаторов непрерывны, непрерывны и снимаемые с них сигналы независимо от положения ключей коммутаторов, которые поступают на вход формирователя 7.

В связи с тем, что периодическое переключение первого и второго коммутаторов 4, 5 приводит к модуляции амплитуды механических колебаний первого и второго электромеханических резонаторов 1, 2, частота переключений выбирается такой, чтобы указанная модуляция была приемлемой и не вносила погрешности в изменение частоты сигнала.

Формула изобретения

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ЧАСТОТНЫЙ ДАТЧИК, содержащий два электромеханических резонатора, усилитель обратной связи и формирователь сигнала разностной частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем компенсации фазовой нестабильности усилителя обратной связи, в него введены два коммутатора и устройство управления с таймером, при этом выходы электромеханических резонаторов подключены к соответствующим входам формирователя сигнала разностной частоты и первого коммутатора, выход первого коммутатора соединен с входом усилителя обратной связи, выход которого подключен к входу второго коммутатора, выходы которого подключены к входам первого и второго электромеханических резонаторов, а управляющие входы коммутаторов соединены с соответствующими выходами устройства управления с таймером.

РИСУНКИ

Рисунок 1