RU1796935C

RU1796935C - Device for measurement of pressure by means of capacitive pickup

Info

Publication number: RU1796935C
Application number: SU914926336A
Authority: RU
Inventors: Виктор Петрович Арбузов; Сергей Евгеньевич Ларкин; Владимир Павлович Маланин; Евгений Михайлович Белозубов
Original assignee: Пензенский Политехнический Институт
Priority date: 1991-01-03
Filing date: 1991-01-03
Publication date: 1993-02-23

Abstract

Изобретение относитс к приборостроению и может быть использовано дл измерени давлени в услови х широких диапазонов и быстромен ющихс температур. Цель изобретени ; повышение точности измерени давлени в широком диапазоне температур, Сущность изобретени : выход генератора 1 через опорную емкость датчика 4 соединен с входом первого усилител 9, в цепь отрицательной обратной св зи которого включена рабоча емкость 8, а через первый резистор 2 генератор соединен с входом второго усилител 6, в цепь отрицательной обратной св зи которого включен третий резистор 5. Выход первого усилител 9 через второй резистор 3 соединен с входом второго усилител б, а вход через термозависимую емкость 7 - с выходом второго усилител 6. 1 ил.The invention relates to instrumentation and can be used to measure pressure under conditions of wide ranges and rapidly varying temperatures. The purpose of the invention; improving the accuracy of measuring pressure over a wide temperature range, Summary of the invention: the output of the generator 1 through the reference capacitance of the sensor 4 is connected to the input of the first amplifier 9, the negative capacitance of which is connected to the working capacity 8, and through the first resistor 2 the generator is connected to the input of the second amplifier 6, in the negative feedback circuit of which a third resistor 5 is connected. The output of the first amplifier 9 through the second resistor 3 is connected to the input of the second amplifier b, and the input through the thermally dependent capacitance 7 with the output of w orogo amplifier 6. 1 ill.

Description

Изобретение относитс к приборостроению и может быть использовано дл измерени давлени в услови х широких диапазонов и быстромен ющихс температур .The invention relates to instrumentation and can be used to measure pressure under conditions of wide ranges and rapidly varying temperatures.

Известны различные устройства дл измерени давлени с помощью емкостного датчика.Various devices for measuring pressure with a capacitive sensor are known.

Наиболее близким к изобретению вл етс устройство, содержащее генератор, выход которого через опорную емкость датчика подключен ко входу первого инвертирующего усилител , между входом и выходом которого подключена рабоча емкость датчика. Недостатком известного устройства вл етс температурна погрешность, обусловленна разными значени ми температурного коэффициента емкости в широком диапазоне температур.Closest to the invention is a device containing a generator, the output of which through the reference capacitance of the sensor is connected to the input of the first inverting amplifier, between the input and output of which is connected the working capacity of the sensor. A disadvantage of the known device is the temperature error due to different values of the temperature coefficient of the capacitance over a wide temperature range.

Цель изобретени - повышение точности измерени давлени в широком диапазоне температур.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring pressure over a wide temperature range.

Цель достигаетс тем. что устройство дл измерени давлени с помощью емкостного датчика снабжено трем резисторами и вторым инвертирующим усилителем, вход которого через первый резистор соединен с выходом генератора, а через второй резистор - с выходом первого инвертирующего усилител , при этом третий резистор подключен между выходом и входом второго инвертирующего усилител , выход которого через введенную в датчик термозависимую емкость соединен со входом первого инвертирующего усилител .The goal is achieved. that the device for measuring pressure using a capacitive sensor is equipped with three resistors and a second inverting amplifier, the input of which through the first resistor is connected to the output of the generator, and through the second resistor to the output of the first inverting amplifier, while the third resistor is connected between the output and input of the second inverting amplifier the output of which is connected through a thermally dependent capacitance introduced into the sensor to the input of the first inverting amplifier.

Изобретение по сн етс чертежом. Устройство содержит генератор 1, первый 2 и второй 3 резисторы, опорную 4 емкость, третий 5 резистор, второй 6 усилитель, термозависимую 7 емкость, рабочую8 емкость, первый 9 усилитель.The invention is illustrated in the drawing. The device comprises a generator 1, a first 2 and a second 3 resistors, a reference 4 capacitance, a third 5 resistor, a second 6 amplifier, a temperature-dependent 7 capacity, a working 8 capacity, a first 9 amplifier.

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

Напр жение с выхода генератора 1 через опорную емкость 4 датчика подаетс наThe voltage from the output of the generator 1 through the reference capacitance 4 of the sensor is supplied to

вход первого усилител 3, выходное напр жение которого равноthe input of the first amplifier 3, the output voltage of which is equal to

U2 -Uo&-UiЈ-,U2 -Uo & -UiЈ-,

t XWXt XWX

0)0)

где Do, Ui. Ua - напр жени , соответственно , генератора, усилител б и усилител 9;where do, ui. Ua is the voltage of the generator, amplifier b, and amplifier 9, respectively;

Со, Сх, Ct - емкости, соответственно, опорной 4, рабочей 8 и термозависимой 7 емкостей датчика.Co, Cx, Ct - capacitance, respectively, of reference 4, working 8 and temperature-dependent 7 capacitance of the sensor.

Напр жение Ui с выхода второго усилител б определ етс выражениемThe voltage Ui from the output of the second amplifier b is determined by the expression

15fifteen

Ui -Uo|-U2-|-,Ui -Uo | -U2- | -,

(2)(2)

где RL Ra, Ra - сопротивлени , соответственно , первого, второго и третьего резисторов .where RL Ra, Ra are the resistances of the first, second, and third resistors, respectively.

Напр жение на выходе устройства U2 определ етс выражением:The voltage at the output of the device U2 is determined by the expression:

U2 -UoU2 -Uo

Со - CtCo - Ct

зs

RiRi

Сх -С,Cx-C

R3R3

R2R2

(3)(3)

Из (3) видно, что подбором сопротивлений первого 2 и второго 3 резисторов можно добитьс требуемой чувствительности корректирующего сигнала как к аддитивной, так и к мультипликативной составл ющимIt can be seen from (3) that, by selecting the resistances of the first 2 and second 3 resistors, it is possible to achieve the required sensitivity of the correction signal to both the additive and multiplicative components

погрешности, Если термозависимым элементом вл етс сопротивление, оно может быть включено в качестве третьего резистора 5, в этом случае термозависима 7 емкость должна быть заменена наerrors, If the thermally dependent element is a resistance, it can be included as a third resistor 5, in which case the thermally dependent 7 capacitance should be replaced by

дополнительную опорную емкость датчика. Благодар обеспечению зависимой коррекции аддитивной и мультипликативной составл ющих температурной погрешности , повышаетс точность измерени давлени в широком диапазоне температур.additional reference capacitance of the sensor. By providing dependent correction of the additive and multiplicative components of the temperature error, the accuracy of measuring pressure over a wide temperature range is improved.