SU1000807A1 - Частотный датчик давлени (его варианты) - Google Patents

Description

Иарбретение относитс  к приборостроению и может быть использовано дл  измерени  давлени  жидких и газовых сред.

Известны частотные датчики давлени , содержащие цилиндрический резонатор , емкостную систему возбуждени  И съема колебаний, котора  поддерживает незатухающие колебани  резонатора l .

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  частотный датчик давлени , содержащий цилиндрический резонатор дифференциальный усилитель, выход которого св зан с электродами возбуждени  колебаний резонатора, разнопол рные источники посто нного пол ризующего напр жени , через резисторы соединенные с электродами съема колебаний резонатора 2.

Недостатком известного частотного датчика давлени   вл етс  ограниченна  точность измерений, обусловленна  вли нием паразитных емкостных св зей электродов резонатора.

Цель изобретени  - повышение точ ности измерений за счет устранени  вли ни  паразитных емкостных св зей электродов резонатора.

Указанна  цель достигаетс  тем, что частотный датчик давлени  по первому варианту снабжен трем  группами ключей, делител ми напр жени , выпр мителем, фильтром, генератором синусоидального напр жени  и программным блоком управлени , причем электроды съема колебаний резонатора Чёрез ключи первой группы сочинены с

10 общим проводом, через ключи второй группы соединены с разнопол рными источниками посто нного пол ризующего напр жени  и через делители напр жени  св заны с входами дифферен15 циального усилител , выход которого через ключ третьей группы и последовательно соединенные выпр митель и фильтр низкой частоты соединен с управл ющим входом одного из делителей

20 напр жени , а через ключ второй группы подключен к электродам возбуждени  колебаний резонатора, которые через ключ третьей группы соединены с генератором синусоидального напр же25 ни , причем управл ющие входы ключей каждой группы соединены с соответствующим выходом программного блока управлени .

По второму варианту частотней дат30 чик -давлени  снабжен двум  делител ми напр жени , двум  синхронными детек торами , двум  фильтрами низкой частоты , дифференцирующей цепочкой., .а также дополнительным дифференциальным усилителем, причем электроды съема колебаний резонатора через де лители напр жени  .соединены с входами дифференциального усилител , а последние через синхронные детекторы и фильтры ни.зкой частоты .соедине ны с соответствующими входами допол нительного дифференциального усилител , выход которого св зан с уп-. рдвл ющим входом одного из лелителе при этом выход дифференц1 ального усилител  через дифференцирующую цепочку соединен с управл ющими входами обоих синхронны.х .детекторов На фиг. 1 дана схема частотного датчика давлени  по. первому вариант на фиг. 2 - то же, по второму вар .ианту. . Частотный датчикдавлени - (,фиг.1 содержит цилиндрический ре зонатор 1 с электродс1ми возбуждени-  2 и 2 и съема колебаний -3 и З. К.электроДам съема подключены входы делителей 4 и 5 напр жени , выходы которых соединены с входами дифференциального усилител  6. Делитель 5. выполнен управл емым,, а с; его у правл ющим входом через ключ 7 тре.тьей группы, выпр митель 8 и ф.ил.ьтр 9 низкой частоты св зан выход усилител  6. Через ключ10 второй группы выход усилител - 6. .соединен с электродами 2 и 2 возбуждени  колебаний, с которьоми также св зан через ключ 11 третьей группы генер.атрр 12 сиНусоидального напр жени . Эл.ектроды 3 и 3: съема через резисторы и ключи 13 и .14 второй группы соединены с разнопол р ыми исто.чниками пол ризующего напр жени , а также через ключи 15 и 16 первой группь соединены ,с общим проводом. Управл ющие входы ключей каждой группы соединены с соответствующим выходом программногр блока 17 управлени . Частотный датчик давлени  (фиг. работает следующим образом. Перед началом цикла регулировки блок 17 управлени  высоким потенциалом .на третьем выходе замыкает клю чи 7 и. 114 а также коротким импульсом со своего первого выхода.кратковременно замыкает ключи 15 и 16. При этом на электроды 2 и 2 возбуждени  подаетс  синусоидальное напр жение с генератора 12, а также происходит быстрый разр д емкостей электродов съема через кратковременно замкнутые ключи 15 и 16 на общий провод. Ключи 10,- 13 и 14 во врем  цикла регулировки разомкну та. Из-за наличи  паразитной емкостной св зи электродов 3 и 3 съема с. электродами 2 и 2 во,збуждени  колебаний на входы усилител  6 через емкости паразитной св зи, и. делители 4 и 5 напр жени  проникает напр жение с выхода генератора 12. При нарушении равенства ме аду величинами паразитных ср зей каждого из электродов 3 и З на выходе усилител  6 по вл етс  напр жение, которое через выпр ми.тель 8 и фильтр 9 пос тупает на управл ющий вход делител  5 и измен ет его коэффициент п1ередачи до тех пор, пока напр жени  помех на входах усилител  6 не будут равны. После этого цикл регулировки заканчиваетс , на втором выходе блока управлени  по} вл етс  высокий потенциал, а на третьем - низкий. При этом ключи 7, 11, 15 и 16 разомкнуты , а ключи 10, .13 и 14 второй группы замкнуты. Резон.атор 1, электроды возбуждени  2 и 2и съема 3 и 3 , дел«тели напр жени  4 и 5, усилитель . 6 и замкнутый ключДО образуют замкнутый контур, в. котором выполн ютс  услови  самовозбуждени  на частоте собственных колебаний резонатора 1, котора  бднозначно св зана с измер емым давлением. Частотный датчик давлени - (фиг.2 содержит цилиндрический резонатор 1, электроды возбуждени  2 и 2 и съема. 3 и 3, расположенные вокруг резонатора Г. Электроды 3 и. 3съема через резисторы подключены к разнопол р- . ным источникам посто нного пол ризующего напр жени , а также непосредственно св заны с входами дели .телей 4 и 5 напр жени .Выходы делителей 4 и 5 напр жени  соединены с входами дифференциального усилител  6. К входам дифференциального усилител  6 подключены также входы синхронных детекторов 7 и 8, выходы которых через фильтры низкой 9 и 10 частоты св заны с входами дополнительного дифференциального усилител  11. Выход.усилител  11 подключен к управл ющему входу делител  5 напр жени . Выход усилител  6 соеди ,нен с электродами 2 и 2 возбуждени , а также через цепочку 12, сдвигающую фазу на 90°, св зан с управл ю щими входами синхронных детекторов 7 и а.. Частотный датчик давлени  (фиг.2) работает следующим образом. В замкнутом контуре, образованном усилителем 6, электродами 2 и 2 возбуждени  колебаний, резонатором 1, электродами 3 и З съема колебаний и делител ми 4 и 5 напр жени  возникают автоколебани  на частоте свободных колебаний резонатора 1, св занной с измер емым давлением. Если емкости паразитных св зей электродов 3 и з съема с электродами 2 и 2возбуждени  не равны, то на выходе усилител  .6 возникает неском пенсированное напр жение ломехи. Синхронные детекторы 7 и 8, на входах которых действуют те же напр же НИН, что и на входах усилител  6, открываютс  положительными полупери дами выходного напр жени  усилител  6, прошедшего фазосдвигающую цепрчку 12. Фильтры-Э и 10 выдел ют посто нную составл ющую выходных напр жений синхронных детекторов 7 и 8, которые пропорциональны амплитудам напр жений помех. На выходе . усилител  11 образуетс  разность этих напр жений, котора  измеи б кЪзффициент передачи делител  5 до тех пор, пока напр жени  помех на входах усилител  б не будут равны. этом на выходе усилител  б имеет место лишь напр жение полезного сигнала. , ./ Таким образом, благодар  примене нию отрицательной обратной св зи по разности амплитуд помех, исклчаютс  погрешности датчика, вызванные изменени ми паразитной емкостно св зи электродов резонатора. Формула.изобретени  1. Частотный датчик давлени , со держащий цилиндрический резондтор, дифференциальный усилитель, электро ды возбуждени  и съема .колебаний ре зонатора, разнопол рные источники посто нного пол ризующего напр жени отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени за счет устранени  вли ни  паразитных емкостных св зей электродов резонатора , он снабжен трем  группами ключей, делител ми напр жени , выпр мителем , фильтром, генератором синусоидального напр жени  и програм мным блоком управлени ,причем электроды съема колебаний резонатора через ключи первой группы соединены с общим проводом, через ключи второ группы соединены с разнопол рными источниками посто нного пол ризующего напр жени  и через делители напр жени  св заны с входами дифференциального усилител , выход которого через ключ третьей : группы и последовательно соединенные выпр митель и фильтр низкой частоты соединен с управл ющим входом одного из делителей напр жени , а через ключ второй группы подключен к электродам возбуждени  колебаний резонатора , которые через ключ третьей группы соединены с генератором синусоидального напр жени , причем управл ющие входы ключей каждой группы соединены с соответствующим выходом программного блока управлени . 2. Частотный датчик давлени , содержащий цилиндрический резонатор, дифференциальный усилитель, выход которого св зан с электродами возбуждени  колебаний резонатора, разнопол рные источники посто нного лол ризующ|его напр жени , через резисторы соединенные с электродами съема колебаний резонатора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений за счет устранени  вли ни , паразитных емкостных св зей электродов резонатора, он снабжен двум  делител ми напр жени  двум  синхронными детекторами, двумА фильтрами низкой частоты, дифференцирующей цепочкой, а также дополнительным дифференциальным усилителем, причем электроды съема колебаний ре зонатора через Д)елители напр жени  , соединены с входами дифференциально усилител , а последние через синхронные детекторы и фильт)Ы низкой частоты соединены с соответствующимЦ входами дополнительного дифференциального усилител , выход которого св зан с управл ющим входом одного из делителей, при зтом выход дифференциального усилител  через, дифференцирующую цепочку соединен с управл ющими входами обоих синхронных детекторов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 226912, ки... OIL Л1/00, 1966. 2.Авторское свидетельство СССР no за вке 2791063/18-10, 06.07.79 ( прототип .

Claims (2)

1. Формула.изобретения . эд

   1. Частотный датчик давления, содержащий цилиндрический резонатор, дифференциальный усилитель, электроды возбуждения и съема колебаний ре- ,, зонатора, разнополярные источники . постоянного поляризующего напряжения, отличающийся тем, что, ·. с целью повышения точности измерений за счет устранения влияния паразитных емкостных связей электродов ре- 40 зонатора, он снабжен тремя группами ключей, делителями напряжения, выпрямителем, фильтром, генератором синусоидального напряжения и програм-. мным блоком управления,причем элект- 45 роды съема колебаний резонатора через ключи первой группы соединены с общим проводом, через ключи второй группы соединены с разнополярными источниками постоянного поляризую- 50 щего напряжения и через делители напряжения связаны с входами диффе ренциального усилителя, выход которого через ключ третьей группы и последовательно соединенные выпрямитель и фильтр низкой частоты соединен с управляющим входом одного из делителей напряжения, а через ключ второй группы подключен к электродам возбуждения колебаний резонатора, которые через ключ третьей группы· соединены с генератором синусоидального напряжения, причем управляющие входы ключей каждой группы соединены с соответствующим выходом программного блока управления.
2. 2. Частотный датчик давления, содержащий цилиндрический резонатор, дифференциальный усилитель, выход · которого связан с электродами возбуждения колебаний резонатора, разнополярные источники постоянного .поляризующего напряжения, через резисторы соединенные с электродами съема колебаний резонатора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет устранения влияния, паразитных емкостных связей электродов резонатора, он снабжен двумя делителями напряжения# двумя синхронными детекторами, двумя фильтрами низкой частоты, дифференцирующей цепочкой, а также дополнительным дифференциальным усилителем, причем электроды съема колебаний ре* зонатора через делители напряжения , соединены с входами дифференциального усилителя, а последние через' синхронные детекторы и фильтры низкой частоты соединены с соответствующим!) входами дополнительного дифференциального усилителя, выход которого связан с управляющим входом одного из делителей, при этом выход дифференциального усилителя через дифференцирующую цепочку соединен с управляющими входами обоих синхронных детекторов.

   , Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

   1. Авторское свидетельство СССР № 226912, кл...Λ OIL Л1/00, 1966.

   2. Авторское свидетельство СССР «по заявке № 2791063/18-10, 06.07.79 (прототип ). '

   ВНИИПИ Заказ 1362/41 Тираж 871 Подписное

   Филиал ППП Патент,г.Ужгород,ул.Проектная,4