SU1384980A1 - Устройство дл измерени давлени - Google Patents

Abstract

Изобретение предназначено дл  измерени  и контрол  давлений в сисА ,1 AlZ. К / . / темах управлени  технологическими процессами. Цель изобретени  - повышение точности за счет увеличени  временной стабильности. Вли ние дестабилизирующих факторов приводит к изменению абсолютной величины уровн  переменного напр жени  на выходе сумматора 10 при измерении давлений. Дл  компенсации этого изменени  сигнал , пропорциональный последнему, сн т с пьезоэлектрической пластины 6 и- через усилитель 11 подан на вход выпр мител  12, с выхода которого сигнал подан на вход управлени  коэффициентом передачи усилител  13 Амплитуда переменного напр жени  на выходе усилител  13 пропорциональна измеренному давлению. 2 ил. i (Л с i 1 оо 00 4 СО 00

Description

11

Фиг. 7

i акод

Изобретение относитс  к информационно-измерительной технике и предназначено дл  измерени  и контрол  давлений в системах управлени  технологическими процессами,

Целью изобретени   вл етс  повышение точности за счет увеличени  временной стабильности.

На фиг.1 изображена структурна  схема устройства дл  измерени  давлени ; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1. Устройство СО.СТОИТ из мембраны 1, закрывающей корпус 2 датчика, к которой через демпфирующую прокладку 3 прикреплена пьезоэлектрическа  пластина 4. К основанию корпуса через демпфирующую прокладку 5 прикреплена пьезопластина 6.На одинаковых рассто ни х от пьезопластины 4 и 6 размещена пьезопластина 7, котора  крепитс  к стенкам корпуса через демпферы 8.

Пьезопластина7 подключена к выход генератора 9, Пьезопластины 4 и 6 подключены к входам сумматора 10, причем пьезопластина 6 одновременно соединена с входом усилител  11, выход которого подключен к выпр мителю 12. Выпр митель присоединен к входу управлени  коэффициентом передачи усилител  13, к информационному входу которого подсоединен выход сумматора 10.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состо нии приемные пьезоэлектрические пластины 6 и 7 расположены при измер емом давлении на одинаковых рассто ни х от излучающей пьезопласти ны 7. Величины рассто ний между пьезопластинами кратны половине длины ультразвуковой волны изл учающей пьезопластины 7. При этом ультразвукова  волна, распростран юща с  пьезопластиной 7; принимаетс  пьезопластинами 4 и 6, а с их обкладок сигналы поступают на входы сумматора 10. Благодар  одинаковой начальной установке и равенству резонансных частот пьезо- пдастин 4, 6 и 7 сигналы, снимаемые с пьезопластин 4 и 6, равны по амплитуде .

Таким образом, переменное напр жение на выходе сумматора равно нулю Этот сигнал поступает на вход усилител  13с регулируемым коэффициентом передачи, коэффициент передачи которого в исходном состо нии равен

5

0

5

единице, а с выхода усилител  13 сигнал нулевого уровн  поступает на выход устройства. Единичный коэффициент передачи усилител  13 задан уровнем сигнала,поступающего с неподвижной приемной пьезопластины 6 через усилитель 11 и выпр митель 12 на вход управлени  коэффициентом передачи усилител  13,

При измерении величины давлени  Р, отличной от нулевого значени , . она компенсируетс  упругими свойствами мембраны 1, котора  прогибаетс  совместно с пьезопластиной 4 внутрь корпуса 2. При этом в пределах величины упругой деформации мембраны происходит уменьшение толщины воздушной прослойки между пьезоэлементами 4 и 6.

При неизменных величинах дестабилизирующих факторов происходит изменение амплитуды переменного напр жени , снимаемого в пьезопластины 4 (знак изменени  величины этого напр жени  зависит от первоначальной установки пьезоэлементов и определ етс  услови ми установлени  сто чей волны в воздухе на рассто ни х, кратных половине-длины волны), а амплитуда сигнала с пьезопластины 6 остаетс  неизменной.

Таким образом, на выходе сумматора 10 присутствует переменное напр жение , амплитуда которого пропорциональна величине измер емого давлени  Р, далее это напр жение поступает через усилитель 13 с единичным коэффициентом передачи на выход устройства .

При вли нии на датчик дестабилизирующих факторов, таких как изменение температуры и влажности окружающей среды, ухода частоты генератора 9 от резонансной частоты пьезопластин , а также старени  пьезокерамичес- ких элементов,происходит одновременное относительное изменение начальных уровней сигналов с пьезокерамических пластин 4 и 6, что компенсируетс  сумматором 10 По абсолютной величине компенсаци  происходит следующим образом.

Вли ние дестабилизирую1цих факторов приводит к изменению абсолютной величины уровн  переменного напр жени  на выходе сумматора 10 при измерении давлений. Дл  компенсации это- того изменени  сигнал пропорциональ0

5

0

5

0

5

ный последнему, сн т с пьезоэлектрической пластины 6 и через усилитель 11 подан на вход выпр мител  12, с выхода которого сигнал подан на вход управлени  коэффициентом передачи усилител  .13. Таким образом, компенсаци  погрешности измерени  по абсолютной величине производитс  за счет изменени  коэффициента передачи уси- лител  13.

Амплитуда переменного напр жени  на выходе усилител  13 пропорциональна измеренному давлению Р и не сит от вли ни  дестабилизирующих факторов.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  давлени  содержащее датчик давлени , включающий полый цилиндрический корпус, на открытом торце которого установлена мембрана, и три идентичные пьезоэлектрические пластины, расположенные

   во внутренней полости корпуса парал- лельно одна другой, причем перва  пьезоэлектрическа  пластина закреплена на мембране, втора  - на дне корпуса, а треть  - на равном рассто нии между ними, и регистратор, о т- личающеес  тем, что, с цель повышени  точности за счет увеличени временной стабильности, оно снабжено генератором, сумматором, усилителем, выпр мителем и усилителем с регулируемым коэффициентом передачи, при этом выход генератора подключен к третьей пьезоэлектрической пластине, перва  и втора  пьезоэлектрические пластины соединены с входом сумматора , выход которого соединен с входом усилител , с регулируемьвч коэффициентом передачи, к управл ющему входу которого подключена втора  пьезоэлектрическа  пластина через последовательно соединенные выпр митель и усилитель,.а к его выходу подсоединен регистратор.