RU2041560C1

RU2041560C1 - Differential frequency pickup

Info

Publication number: RU2041560C1
Authority: RU
Inventors: Ю.С. Кричевский; И.А. Харьков; А.Д. Шустров; Е.Н. Фролов; И.С. Мягков
Original assignee: Научно-исследовательский институт прикладной механики им.акад.В.И.Кузнецова
Priority date: 1991-04-02
Filing date: 1991-04-02
Publication date: 1995-08-09

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: differential frequency pickup has first and second electromechanical resonators 1, 2, single-channel amplifier 3, first and second commutators 4, 5, timer 6, former 7 of signals of difference frequency. EFFECT: increased precision by compensation of phase instability of feedback amplifier. 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании дифференциальных частотных датчиков для измерения различных физических величин. The invention relates to measuring equipment and can be used to create differential frequency sensors for measuring various physical quantities.

Цель изобретения повышение точности путем компенсации фазовой нестабильности усилителя обратной связи. The purpose of the invention is to increase accuracy by compensating for the phase instability of the feedback amplifier.

На чертеже представлена блок-схема дифференциального частотного датчика. The drawing shows a block diagram of a differential frequency sensor.

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. The differential frequency sensor contains the first and second electromechanical resonators 1, 2, a single-channel amplifier 3, the first and second switches 4 and 5, a timer 6, a shaper 6 of the differential frequency signal.

Дифференциальный частотный датчик работает следующим образом. Differential frequency sensor operates as follows.

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.The signals from the first and second electromechanical resonators 1, 2 are fed to the inputs of the first switch 4, which, using a timer 6, alternately connects the outputs of the first and second electromechanical resonators 1, 2 to the input of amplifier 3. From the output of a single-channel amplifier 3, the signal is fed to the input of the second switch 5 which synchronously with the first switch 4 alternately connects the output of a single-channel amplifier 3 to the inputs of the first and second electromechanical resonators 1, 2. Signals with a frequency of respectively f ₁ and f ₂ are also input shaper 7, at the output of which a signal is allocated with a frequency of Δ ff ₁ -f ₂ .

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. A single-channel amplifier 3, depending on the position of the keys of the first and second switch 4, 5, forms an oscillator with either of the two electromechanical resonators. In this case, mechanical vibrations are excited in this resonator with a frequency close to its natural frequency.

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. When switching the first and second switches 4, 5, the single-channel amplifier 3 forms a self-oscillator with a different resonator, and the first resonator goes into free oscillation mode with damping, i.e., due to mechanical inertia, the resonator retains its oscillations for some time.

При последующем переключении коммутаторов первый электромеханический резонатор снова образует с одноканальным усилителем 3 автогенератор, а второй электромеханический резонатор переходит в режим свободных колебаний. With the subsequent switching of the switches, the first electromechanical resonator again forms an oscillator 3 with a single-channel amplifier, and the second electromechanical resonator goes into free oscillation mode.

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. Thus, during the periodic switching of the switches using the timer 6, continuous mechanical vibrations (self-oscillations) are excited in each electromechanical resonator. In an electromechanical resonator, mechanical vibrations are converted into an electrical signal with the frequency of these vibrations. Since the mechanical vibrations of the resonators are continuous, the signals removed from them are continuous, regardless of the position of the switch keys, which are input to the shaper 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. Due to the fact that periodic switching of the first and second switches 4, 5 leads to modulation of the amplitude of mechanical vibrations of the first and second electromechanical resonators 1, 2, the switching frequency is chosen so that the specified modulation is acceptable and does not introduce errors in the change in the frequency of the signal.

Claims

A DIFFERENTIAL FREQUENCY SENSOR containing two electromechanical resonators, a feedback amplifier and a differential frequency driver, characterized in that, in order to improve accuracy by compensating for the phase instability of the feedback amplifier, two switches and a control device with a timer are introduced into it, while the outputs of the electromechanical resonators are connected to the corresponding inputs of the differential frequency signal driver and the first switch, the output of the first switch is connected to the input I feedback, the output of which is connected to the input of the second switch, the outputs of which are connected to the inputs of the first and second electro-mechanical resonators, and the control inputs of the switches are connected to respective outputs of control unit with a timer.