SU476471A1 - Способ определени давлени - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области измерени  нестационарных давлений.

Известен способ измерени  давлени  с помощью пьезоэлектрических датчиков, в которых дл  уменьшени  вли ни  ускорений сравнивают сигналы с двух отдельных пьезодатчиков- рабочего, воспринимающего давление, и компенсационного, выдающего сигнал дл  компенсации помех от ускорений.

Недостатками такого способа  вл етс  невозможность компенсации вли ни  ускорений при изменении давлени  с высокой частотой вследствие конечных размеров пьезоэлементов , наложение сдвинутых по фазе сигналов от пьезоэлементов основного и компенсационного пьезодатчиков при действии давлени  вследствие конечной скорости распространени  волн напр жений по обоим кристаллам, а также недостаточно полна  компенсаци  помех от поперечных ускорений.

С целью исключени  погрешностей от ускорений при измерении давлений в широком диапазоне частот предложен способ, по которому сравнивают интервал времени между моментами по влени  сигналов па обоих датчиках с предварительно определенным полупериодом колебаний упругого стержн .

На чертеже представлена схема реализации предлагаемого способа.

Нри использовании предлагаемого способа

одновременно регистрируют сигналы с двух разделенных упругим стержнем и представл ющих последовательную механическую систему пьезодатчиков. Первый пьезодатчик  вл етс  входом в систему по давлению и выходом по ускорени м, а второй - наоборот. Таким образом, оба сигнала в общем случае представл ют собой суммарное воздействие и давлени  и помех от ускорений на систему.

Дл  выделени  сигнала от помех используют принцип суперпозиции дл  линейных систем и очевидное условие отражени  от поверхности, воспринимающей давление. Так как параметры системы (скорость звука, размеры, плотность и т. д.) известны, то по экспериментально полученному интервалу времени между сигналами, который (без учета распространени  волн напр жений по пьезоэлементам) равен полупериоду колебаний упругого тела,

при действии либо давлени  либо помех наход т моменты наложени  сигналов и от давлени  и от помех друг на друга и тем самым определ ют начальные участки обоих сигналов в чистом виде и, следовательно, начальный участок искомого давлени . Сравнива  полученное давление с сигналом второго пьезодатчика в соответствующие моменты времени, наход т помехи в последующие моменты . Помехи вычитают из сигнала с первого пьезодатчика и, таким образом, получают

3

давление на следующих интервалах. При обработке зарегистрированных сигналов с определенного момента времени учитывают и отражение помех от воспринимающей давление поверхности и рассматривают его как отдельный источник волн напр жений.

Пусть зарегистрированными сигналами с пьезодатчиков 1 и 2, разделенных упругим стержнем 3,  вл ютс  кривые 4 и 5 соответственно , а интервал времени между сигналами равен нулю (ось времени направлена вниз). На t-x диаграмме 6 провод т линии, по которым распростран ютс  волны напр жений, и наход т моменты наложени  сигналов и от давлени  7 и от помех 8. Следовательно, начальными участками обоих сигналов будут отрезки 9-10 и 11 -12. С учетом электрода 13 начальным участком искомого давлени  14 будет отрезок 15-16. Далее сравнивают полученное давление на отрезке 15-16 с сигналом второго пьезоэлемента на отрезке 12-

17 И наход т помехи на этом отрезке. Помехи, например, на отрезке 11 - 12 вычитают нз сигнала с первого пьезодатчика на отрезке 8-18, но одновременно с момента 19 учитывают и отражение этих помех от воспринимающей давление поверхности. В итоге получают давление на отрезке 16-20 и т. д.

Предмет изобретени 

Способ определени  давлени  сравнением сигналов рабочего и компенсационного ньезодатчиков , разделенных упругим стержнем, отличающийс  тем, что, с целью исключени  погрещностей от ускорений при измерении давлений в широком диапазоне частот, сравнивают интервал времени между моментами по влени  сигналов на обоих датчиках с предварительно определенным полупериодом колебаний упругого стержн .

РМ

15

J ,/ J