SU1030681A1 - Устройство дл измерени давлени - Google Patents

Устройство дл измерени давлени Download PDF

Info

Publication number
SU1030681A1
SU1030681A1 SU823430707A SU3430707A SU1030681A1 SU 1030681 A1 SU1030681 A1 SU 1030681A1 SU 823430707 A SU823430707 A SU 823430707A SU 3430707 A SU3430707 A SU 3430707A SU 1030681 A1 SU1030681 A1 SU 1030681A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
phase
amplifier
multivibrator
sensitive rectifier
key
Prior art date
Application number
SU823430707A
Other languages
English (en)
Inventor
Юрий Алексеевич Скрипник
Лев Алексеевич Галкин
Виктория Владимировна Скрипник
Владимир Ильич Водотовка
Original Assignee
Предприятие П/Я А-3106
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я А-3106 filed Critical Предприятие П/Я А-3106
Priority to SU823430707A priority Critical patent/SU1030681A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU1030681A1 publication Critical patent/SU1030681A1/ru

Links

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ, содержащее датчик давлени  е упругим элементом из пьезоэлектрической пластины с электродами и на клеенными тензорезисторами, включенными в мостовую измерительную схему систочником питани , выход которой через усили-тель соединен с входом регистратора, мультивибратор, подключенный к входам управлени  фазочувствительного выпр мител  и первого ключа, соединенного с потенциальным электродом пьезоэлектрической пластины , и фильтры низкой и высокой частоты , отличающеес  тем. что, с целью повышени  чувствительности и точности измерени  давлени  за счет введени  положительной обрат ной св зи и самокалибровки датчика, в него дополнительно введены второй фазочувствительный выпр митель, св занный с источником питани , второй управл емый мультивибратором ключ, зашунтированный резистором и соединенный с первым ключом и выходом второго фазочувствительного выпр мител , разделительный конденсатор между потенциальным электродом и первым ключом, зашунтированный емкостью, и избирательный усилитель, причем после i довательно соединенные второй фазочувствительный выпр митель и второй ключ подключены между выходом усилител , выполненного управл емым, и входом регистратора, св занного также через последовательно соединенные фильтр высокой частоты, избирательный усилитель, фазочувствительный о со о выпр митель и фильтр низкой частоты с управл ющим входом усилител , а управл ющие входы ключей подключены О5 кпротивофазным выходам мультивибраоо тора.

Description

Изобретение относитс  к приборостроению , в частностик устройствам измерени  давлени , и может быть использовано дл  .непрерывного контрол  механических усилий с повышенной точ ностью. Известны датчики давлени , в кото рых выходной электрический сигнал с помощью обратного преобразовател  преобразуетс  в механическое усилие компенсирующее входное давление. Бла годар  охвату датчика отрицательной обратной св зью через высокостабиль .ный обратный преобразователь исключа етс  вли ние нест.абильности параметров датчика и элементов измерите.г1Ьной схемы 11 1. Недостатком таких устройств  вл етс  низка  чувствительность из-за противодействи  отрицательной обратной св зи, что ограничивает возможность измерени  малых давлений. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  уст ройство дл  измерени  давлени , содержащее датчик давлени  с упругим элементом из пьезоэлектрической пластины с электродами и наклеенными Тензорезисторами, включенными в мостовую измерительную схему с источником питани , выход которой нерез уси литель соединён с входом регистратора , мультивибратор, подключенный к входам управлени  фазочувствительного выпр мител  и первого ключа, соединенного с потенциальным электродом пьезоэлектрической пластины, фи.пьтры низкой и высокой, частоты Г21. л - J, Недостатком известного устройства  вл етс  низка  чувствительность дат чика в области малых давлений вследствие незначительных деформаций пьезоэлектрической пластины. Целью изобретени   вл етс  повыше ние чувствительности и точности изме рени  давлени  за счет введени  поло жительной обратной св зи и самокалиброаки датчика. Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  давле ни , содержащее датчик -давлени  с упругим элементом из пьезоэлектрической пластины с электродами и наклеенными Тензорезисторами, включен ными в мостовую измерительную схему с источником питани , выход которой через усилитель соединен с входом регистратора, мультивибратор, подключенный к входам управлени  фазочувствительного выпр мител  и первого ключа, соединейного с потенциальным электродом пьезоэлектрической пластины, и фильтры низкой и высокой частоты, дополнительно введены второй фазочувствительный выпр митель, св занный с источником питани , второй управл емый мультивибратором ключ, зашунтированный резисторами и соединенный с первым ключом и выходом второго фазочувствительного выпр мител , разделительный конденсатор между потенциальн1: 1м элeta родом и первым ключом, зашунтированный емкостью, и избирательный усилитель, причем последовательно соединенные второй фазочувствительный выпр митель и второй ключ подключены между выходом усилител , выполненного управл емым , и входом регистратора, св занного также через последовательно соединенные фильтр высокой час- . тоты, избирательный усилитель, фазочувствительный выпр митель и фильтр низкой частоть с управл ющим входом усилител , а управл ющие входы ключей подключены к противофазным выходам мультивибратора. На чертеже представлена структурна  схема предлагаемого устройства дл  измерени  давлени . Упругий элемент датчика выполнен из пьезоэлектрической пластины 1, на которой нанесены пленочные тензорезисторы R и R2, образующие с внешними резисторами Р и Р схему изме2 и Р. схему рительного моста 2. Пьезоэлектрическа  пластина 1 охвачена электродами 3, из которых один - потенциальный, а другой - заземлен. Мостова  схема 2 от источника k переменного напр жени  частотыooll-5 кГц), К выходу мостовой схемы.подключены последовательно соединенный регулируемый усилитель 5 и фазочувствительный выпр митель 6, управл емый источником 4 переменного напр жени . Выход азочувствительного выпр мител  6 через добавочный конденсатор С и конденсатор С2 положительной обратной св зи соединен с потенциальным электродом пьезоэлектрической пластины 1. К выходу фазочувствительного выпр миел  6 через добавочныи резистор Р подключен регистратор 7. Добавочный конденсатор С и резисор RJ зашунтированы ключами 8 и 9 правл ющие входы которых подключены 3 , к противоположным плечам мультивибр тора 10, переключающегос  с низкой частотой Я. (20-30 Гц) , К входу регистратора 7 через . фильтр 11 верхних частот подключены последйвательно соединенные избирательный усилитель 12, настроенный н частоту переключени  И, и второй фазочувствительный выпр митель 13, управл емый мультивибратором 10. Вы ход фазочувствительного выпр мител  13 через фильтр 14 нижних частот со динен с управл ющим входом регулиру мого усилител  5Устройство работает следующим об разом. Под действием д-амлени  Р- пьезоэлектрическа  пластина 1 с нанесенными на нее тензорезисторами R 2 деформируетс . Напр жение разбаланса моста 2 частоты ы усиливаетс  ре гулируемым усилителем 5 и выпр мл етс  фазочувствительным выпр мите лем 6. Пьезоэлектрическа  пластина 1 с электродами 3 представл ет собо конденсатор С,., который совместно С конденсаторами Сл и С образует элеткрическую цепь обратной св зи (емкостный делитель напр жени ) . По действием части выпр мленного напр жени , которое поступает на элек роды 3 через емкостной делитель напр жени  , возникают дополнительные деформации (обратный пьезоэффект ), суммирующиес  с деформаци  ми от измер емого давлени  Р. В ре зультате действи  положительной обратной .св зи возрастает напр жение небаланса моста 2, что приводит к увеличению чувствительности датчика Напр жение, фиксируемое регистри рующим прибором 7, определ етс  измер емым давлением Р, коэффициентом пр мого преобразовани  давлени  в выходное электрическое напр жение oL коэффициентом передачи цепи положительной обратной св зи jb и коэффициентом передачи входной цепи, регис ратора Коэффициент пр мого преобразовани  c ,,,,K3, где К- - коэффициент, учитывающий упругие свойства пьезоэлек рической пластины; Sj крутизна преобразовани  Р., в деформацию , определ ема  1 геометрическими размерами пластины; крутизна преобразовани  деформации пьезоэлектрической пластины в приращении сопротивлений тензорезисторов R и 2 чувствительность мостовой измерительной схемы, завис ща  от соотношени  резисторов R., 2 3 4напр жение питани  моста; коэффициент усилени  регулируемого усилител ; коэффициент выпр млени  фа зочувствительного выпр мител . Коэффициент передачи цепи положительной обратной св зи 1+Сз/С2+Сз где С, С„, Ст - емкости соответственно конденсаторов , С2 и пьезоэлектрической пластины; К, - коэффициент, учитывающий обратный пьезоэффект пластины; Коэффициент передачи входной цепи регистрирующего прибора ,, - , RO+% где Rp - входное сопротивление реги:ратора; RC - сопротивление добавочного резистора RJ. Добавочные конденсатор С и резистор R поочередно шунтируютс  ключами 8 и 9 с частотой переключени  «JJ мультивибратора 10, котора  выбираетс  в 50-100 раз меньше частоты uj напр -т жени  питание моста 2. В результате этого через регулируемый усилитель 5 проход т пакеты переменных напр жений , амплитуды которых определ ютс  соотношением (1) и положени ми ключей 8 и 9. При этом напр жение на регистратор 7 поступает соответственно то через резистор Р, то непосредственно с выхода фазочувствительного выпр мител  6. Когда шунтируетс  конденсатор С (ключ 9 замкнут), увеличиваетс  напр жение, приложенное к пьезоэлектрической пластине. Соответственно возрастает выходное напр жение на выходе фазочувствительного выпр мител  б, но однов)эеменно уменьшаетс  напр жение, фиксируемое реги ,cTj)aTOpoM 7 за счет введени  резист |ра R ((рч 8 разомкнут) . Коэффицие ты передачи датчика при этом принимают знамени  р, . .C,Cj , При размыканииключа 9 уменьшаетс  напр жение, приложенное к пьезоэлек рической njlacTHHe 1 , но при этом возрастает напр жение, подаваемое на регистратор 7 за счет замыкани  резистора R ключом 8. Соответствен но коэффициенты передачи цепей датчика принимают новые значени  К4 ( 1 Соответственно этому регистрируемое напр жение при непрерывной работе ключей 8 и 9 измен етс  ,от значени  ч, . : ДО значени  Т2 . 2 1-o6/l2 Из противофазной работы ключей 8 и 9 следует, что изменени  глубины положительной обратной св зи в датчи ке автоматически компенсируютс  изменени ми коэффициента передачи вход ной цепи регистратора 7. Если выбрат значени  добавочного резистора Rr из услови  «5 . где m - коэффициенты выбираемые из соображени  устойчивости замкну той схемы, то выполн ет с  режим пол ной компенсации , т.е. (7) V, V2 . При изменении любого из параметров датчика (S, 5, S, К, К, U) от кономинального значени  измен етс  эффициентпреобразовани  и на входа регистратора 7 нар ду с посто нной составл ющей V -.2 ,()( р V 2 2(i-ct, /g по вл етс  переменна  составл юща  напр жени  частоты переключени  с амплитудой V :1 ((1 2-У2/ 1Л ,. V 2 - 2ft-ci/i,).(1-oi/i,) Переменное напр жение частоты .Зё пропускаетс  фильтром 11 верхних частот , усиливаетс  избирательным усилителем 12 и выпр мл етс  фазочувствительным выпр мителем 13, управл емым мул&тивибратором 10. Выпр мленное напр жение через фильтр 1 i нижних частот воздействует на управл ющий вход регулируемого усилител  5 в качестве калибрующего напр жени . Процесс калибровки длитс  до исчезно- . вени  пеоеменного напр жени  U {без учета статизма системы самокалибровки ) . В результате самокалибровки восстанавливаетс  номинальное значение коэффициента преобразовани  d. Приравнива  (k) и (5), получаем Tz-y . ГгРгТ ,, ° Регистрируемое напр жение (4) или (5) с учетом самокалибровки в соответствии с соотношени ми (7) и (10) Т2-1Г1 Подставл   в (11) значени  коэффициентов передач из (2) и (З), окончательно получаем .) .. - результирующа  чувствительность преобразовани  давлени  в электрическое напр жение. Из полученного выражени  (12) слеует , что непосто нство крутизны пребразовани  датчика (S. и 82), измеительного моста (5э), коэффициент KJ) усилени  регулируемого усилите , коэффициент (КА) выпр млени  фаочувствитального выпр мител , напр 10 жение, (Vo) питани  моста не апи ют на результат измерени  давлени , хот  датчик и охвачен положительнойобратной св зью. В то же врем  положительна  обратна  св зь способствует значительному- повышению чувствительности датчика, что позвол ет использовать его дл  измерени  малых дав8V8 лений. Возрастание при этом.роли дес-, табилизирующего фактора на результат измерени  устран етс  системой самокалибровки коэффициента усилени  регулируемого усилител , вход щего в пр мую цепь преобразовани  давлени  е электрическое напр жение .

Claims (1)

  1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ, содержащее датчик давления с упругим элементом из пьезоэлектрической пластины с электродами и наклеенными тензорезисторами, включенными в мостовую измерительную схему с источником питания, выход которой через усилитель соединен с входом регистратора, мультивибратор, подключенный к входам управления фазочувствительного выпрямителя и первого ключа, соединенного с потенциальным электродом пьезоэлектрической пластины, и фильтры низкой и высокой частоты, от личающеёся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения давления_ за счет введения положительной обратной связи и самокалибровки датчика, в него дополнительно введены второй фазочувствительный выпрямитель, свя-занный с источником питания, ’второй управляемый мультивибратором ключ, зашунтированный резистором и соединенный с первым ключом и выходом второго фазочувствительного выпрями.теля, разделительный конденсатор между потенциальным электродом и первым : ключом, зашунтированный емкостью, и избирательный усилитель, причем последовательно соединенные второй фазочувствительный выпрямитель и второй ключ подключены между выходом усилителя, выполненного управляемым, и входом регистратора, связанного также через последовательно соединенные фильтр высокой частоты, избирательный усилитель, фазочувствительный выпрямитель и фильтр низкой частоты с управляющим входом усилителя, а управляющие входы ключей подключены к’противофазным выходам мультивибратора.
    SU „„103068 L
    1 1030681
SU823430707A 1982-04-27 1982-04-27 Устройство дл измерени давлени SU1030681A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823430707A SU1030681A1 (ru) 1982-04-27 1982-04-27 Устройство дл измерени давлени

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823430707A SU1030681A1 (ru) 1982-04-27 1982-04-27 Устройство дл измерени давлени

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1030681A1 true SU1030681A1 (ru) 1983-07-23

Family

ID=21009270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823430707A SU1030681A1 (ru) 1982-04-27 1982-04-27 Устройство дл измерени давлени

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1030681A1 (ru)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5869971A (en) Method and apparatus for ratiometric measurement of hematocrit
US4091683A (en) Single channel electrical comparative measuring system
US5000048A (en) Circuit arrangement for temperature compensation of capacitive pressure and differential pressure sensors
SU1030681A1 (ru) Устройство дл измерени давлени
SU918852A1 (ru) Прибор дл измерени гладкости бумаги
SU1767451A1 (ru) Измерительный преобразователь с емкостным датчиком
SU920524A1 (ru) Устройство дл определени физико-химических параметров различных сред
SU1465825A1 (ru) Способ определени параметров пьезоэлемента
SU1453295A1 (ru) Емкостный первичный преобразователь влажности сыпучих материалов
SU711393A1 (ru) Датчик давлен
SU864094A1 (ru) Влагомер
RU10464U1 (ru) Устройство для измерения влажности
SU1651193A1 (ru) Способ измерени параметров акустических сигналов в средах и устройство дл его осуществлени
SU1520430A1 (ru) Влагометрическа система дл плоских движущихс материалов
SU1759402A1 (ru) Устройство дл измерени активной и реактивной составл ющих импеданса биологических тканей
SU966488A1 (ru) Измеритель толщины полимерных пленок
SU1158857A1 (ru) Измеритель толщины полимерных пленок
SU744305A1 (ru) Электронный влагомер
SU932323A1 (ru) Устройство дл динамической тарировки датчиков давлени
SU987492A1 (ru) Способ определени влажности материала
SU987496A1 (ru) Измеритель содержани одного компонента в многокомпонентной смеси
SU842541A1 (ru) Емкостной преобразователь влажностипОчВы
SU1427282A1 (ru) Вольтамперограф
SU800720A2 (ru) Струнный автогенератор
SU845823A1 (ru) Устройство дл исследовани элЕКТРичЕСКиХ ХАРАКТЕРиСТиК биОлО-гичЕСКиХ ТКАНЕй