SU1291829A1

SU1291829A1 - Device for measuring pressure

Info

Publication number: SU1291829A1
Application number: SU833635072A
Authority: SU
Inventors: Владимир Михайлович Колешко; Анатолий Владимирович Гулай; Валентина Иосифовна Лях
Original assignee: Институт электроники АН БССР
Priority date: 1983-08-26
Filing date: 1983-08-26
Publication date: 1987-02-23

Abstract

Изобре тение относитс к электронике и может быть использовано при разработке высокоточных устройств. Опорное напр жение с выхода источника 8 выбрано такой величины, чтобы частота сигнала на выходе преобразовател 11 напр жение - частота бьша равна частоте генератора 4 при номинальных давлении и температуре. Логический сумматор 10 вырабатывает разностную частоту между частотой преобразовател 11 напр жение-частота , измен ющейс от температуры, и частотой генератора 4, завис щей как от давлени , так и от температуры газовой среды. Сигнал с выхода логического сумматора 10, частота которого пропорциональна величине из- G менени давлени газа, подаетс на ® дешифратор 5. 1 ил. (Л 1чЭ 00 го соThe invention relates to electronics and can be used in the development of high-precision devices. The reference voltage from the output of source 8 is chosen such that the frequency of the signal at the output of converter 11 voltage is equal to the frequency of generator 4 at nominal pressure and temperature. Logic adder 10 generates a difference frequency between the voltage-frequency converter frequency 11, which varies with temperature, and the generator frequency 4, depending both on the pressure and on the temperature of the gaseous medium. The signal from the output of the logic adder 10, whose frequency is proportional to the magnitude of the change in the G-pressure of the gas, is fed to the ® decoder 5. 1 sludge. (L 1CHE 00 th

Description

,1,one

Изобретение относитс к контрольно-измерительной технике и предназ- начено дл измерени и контрол давлени газовой среды.The invention relates to instrumentation engineering and is intended to measure and control the pressure of a gaseous medium.

Целью изобретени вл етс умень- шение температурной погрешности.The aim of the invention is to reduce the temperature error.

На чертеже представлена структурна схема устройства дл измерени давлени .The drawing shows a block diagram of a device for measuring pressure.

Устройство дл измерени давлени содержит датчик давлени , выполненный в виде пьезоэлектрической пластины 1 с размещенными на одной ее стороне двум встречно-штыревыми пробразовател ми 2 и 3 поверхностных акустических волн, подключенных к автогенератору 4, соединенному с одним из входов смесител 5, выходом подключенного к частотомеру 6. Источник 7 опорного напр жени подключен к одному из входов дифференциального усилител 8, выход которого через преобразователь 9 напр жение частота подключен к второму входу смесител 5. Электроды 10 и 11, раз мещенные по периметру пьезоэлектрической пластины 1 с обеих ее сторон образуют пироэлектрический датчик температуры. Причем электрод 10 подключен к второму входу дифференциального усилител 8, а электрод 1 1 заземлен.The device for measuring pressure contains a pressure sensor made in the form of a piezoelectric plate 1 with two counter-splicing probes 2 and 3 of surface acoustic waves placed on one side and connected to an oscillator 4 connected to one of the mixer 5 inputs and connected to a frequency meter 6. The source 7 of the reference voltage is connected to one of the inputs of the differential amplifier 8, the output of which through the converter 9 is the voltage connected to the second input of the mixer 5. The electrodes 10 and 11, located along the perimeter of the piezoelectric plate 1 on both its sides, form a pyroelectric temperature sensor. Moreover, the electrode 10 is connected to the second input of the differential amplifier 8, and the electrode 1 1 is grounded.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

В исходном состо нии сигналом с источника 7 опорного напр жени обепечиваютс услови равецртва сигналов с автогенератора 4 и преобразовател 9 напр жение-частота при номинальном давлении и температуре газовой среды.In the initial state, the signal from the source 7 of the reference voltage provides conditions for the equalization of signals from the oscillator 4 and the voltage-frequency converter 9 at nominal pressure and gas temperature.

i При воздействии давлени и температуры газовой среды на пластину 1 измен ютс услови распространени поверхностных акустических волн между встречно-штыревыми преобразовател ми 2 и 3, поэтому сигнал с автогенератора 4 несет информацию о давлении и температуре газовой среды. Си i When the pressure and the temperature of the gas medium on the plate 1 are changed, the conditions for the propagation of surface acoustic waves between the interdigital transducers 2 and 3 are changed, therefore the signal from the self-oscillator 4 carries information about the pressure and temperature of the gas medium. Si

нал с электродов 10 и 11 пироэлектрического датчика несет информацию об изменении температуры пластины 1, вызванной воздействием газовой среды и определ емой какThe feed from the electrodes 10 and 11 of the pyroelectric sensor carries information about the temperature change of the plate 1 caused by the action of the gaseous medium and is defined as

и SR dT/dt,and SR dT / dt,

6Х6X

где 3 - пироэлектрический коэффициент материала пьезоэлектрической пластины I;where 3 is the pyroelectric coefficient of the material of the piezoelectric plate I;

S - площадь каждого из электродовS - the area of each of the electrodes

10 и 1 1 ;10 and 1 1;

р, - входное сопротивление дифференциального усилител 8; /dl скорость изменени температуры пьезоэлектрической пластины 1 .p, is the input impedance of the differential amplifier 8; / dl is the rate of change of temperature of the piezoelectric plate 1.

После преобразовани зтого сигнала в частоту посредством преобразова- тел 9 он поступает на смеситель 5, где сравниваетс с сигналом с автогенератора 4. Смеситель 5 вырабатывает разностный сигнал, который несет ин- формацию только о давлении газовой среды, величина которого регистрируетс частотомером 6.After converting this signal to a frequency by means of transducers 9, it is fed to mixer 5, where it is compared with the signal from the oscillator 4. Mixer 5 produces a difference signal that carries information only about the pressure of the gaseous medium, the value of which is recorded by a frequency meter 6.

00

Точность контрол давлени повьщ1а- етс в значительной степени благодар тому, что сигнал компенсации пироэлектрического датчика снимаетс с той же пластины 1, что и основной измерительный сигнал. При этом на величину обоих сигналов в одинаковой степени вли ют индивидуальные особенности пластины 1, т.е. ее геометрические размеры, физические параметры материала, механические напр жени , создаваемые держател ми пластины 1.The accuracy of pressure control is enhanced largely by the fact that the compensation signal from the pyroelectric sensor is taken from the same plate 1 as the main measurement signal. In this case, the size of both signals is equally affected by the individual characteristics of plate 1, i.e. its geometrical dimensions, physical parameters of the material, mechanical stresses generated by the plate holders 1.

Реализаци предлагаемого устройства позвол ет повысить точность измерени давлени ло 3-4% по сравнению с 25-30%, реализуемой извест5The implementation of the proposed device allows an increase in the accuracy of pressure measurement of 3-4% compared with 25-30% realized by the known 5

ным устройством.device.

4040

Claims

Formula invented and

A device for measuring pressure containing a pressure sensor, made in the form of a piezoelectric plate with two oppositely connected 45 transducers of surface acoustic waves located on one side, connected to an oscillator connected to the mixer, and a frequency meter connected to the mixer output, is different from 50 so that, in order to reduce the temperature error, a series-connected reference voltage source and differential amplifier are introduced into it frequency, the output connected to the second input of the mixer, while the piezoelectric plate of the pressure sensor is equipped with two electrodes, size 31918294

From each of its two transducers and connected to opposite sides, the first of the second differential input is connected with opposite pins, and the second electrode is grounded.