SU553500A1 - Преобразователь давлени - Google Patents

Description

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относ тс  к приборостроению, в частности к датчикам давлени .

Известны емкостные датчики давлени , у которых преобразование перемещени  упругого чувствительного элемента, воспринимающего давление, производитс  с помощью дифференциального конденсатора 1 ..

Недостатком известных схем преобразовани  емкости в посто нный ток  вл етс  их мала  чувствительность. Причиной низкой чувствителькости преобразовани   вл етс  наличие в схеме сопротивлений, включаемых последовательно с сопротивлением , на котором формируетс  сигнал, пропорщ1ональньш разности токов разр да конденсаторов .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому устройству  вл етс  емкостной дифференциальный датчик , в котором дл  повышени  чувствительности в схему ввод тс  индуктивности, настраиваемые в резона 1с с емкост ми дифферешшального конденсатора 2. Недостатком устройств с резонансными контурами  вл етс  увеличею е погрешности из-за нестабилъностей индуктивностей и частоты напр жени  штани  схемы.

Цель изобретени  - увеличение чувствительности и повыщение точности измерени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что преобразователь давлени , содержащий упругий чувствительный элемент, дифференциальный конденсатор , подвижный электрод которого жестко св зан с чувствительным электродом, источник переменного тока и схему измерени  емкостей дифференциального конденсатора, снабжен трансформатором с двум  вторичными обмотками, первична  обмотка которого подключена к источнику переменного тока, резистором и четырьм  диодами, которые соединены между собой последовательно разноименными концами, образу  кольцевую схему, к двум диашнально противоположным точкам которой подсоединен резистор, а к двум другим разнопол рные концы вторичных обмоток трансформатора , подключенных друшми концами к неподвижным электродам дифферешшального конденсатора , подвижный электрод которого соединен с одним концом резистора, установленного в диагонале кольцевой схемы.

На чертеже приведена принпшшальна  схема предлагаемого устройсгиа. Уст1-хм1ство содержит упругий чувствительньп : лемен1 1, преобразующий

дайледае в перемеидеш1е, дифференциальньш конденсатор 2, соето цшй ш №уи неподвижных элекTpojopB 3 ц4 йЦодвижного электрода 5. Подвижный электрод S жестко св зан с упругим чувствительныад элементом 1, через который он электрически соед5шан с корпусом 6. Неподвижные электроды установлены на изол торах 7 и 8 и электрически соещн ютс  с гермовьтодами 9 и 10. Преобразовг1 едь содержит источник переменного тока И выCQi QH частоты, трансформатор 12, который имеет щ§ :йторичные обмотки с одинаковым числом витfEoa . Первична  обмотка трансформатора соединена е ИСТОЧНИКОМ переменного тока 11. Схема преобразовател  содер шт четыре диода 13 - 16, которые соед1ш ютс  между собой последовательно разноHMefffliiMH концами, образу  кольцевую схему. Резистор 17 включен между диагонально противоПОЛО5КНЫМИ точками диодной кольцевой схемы.

Вторичные обмотки трансформатора 12 подключены разнопол рными кондамн к диодной кольцевой схеме и неподви5кным электродом 3 и 4 конденсатора.

Подвижны электрод дифференциального конденсатора соединен с одним концом резистора 17, установленным в диагонали, кольцевой диодной схемы. Неподвижные электроды 3 и 4 и подвижный электрод 5 образуют переменные конденсаторы 18 и 19.На схеме обозначено:

Ci-С2 - емкости конденсаторов 18 и 19

Ui и Ui - напр жени  во вторичных обмотках трансс} орматора 12.

,2 токи зар да соответственно конденсаторов 18 и 19.

Эр VI 3-p,j - токи разр да соответственно ковденсаторов 18 и 19.

UB - выходное напр жение.

Устройство работает следующим образом.

Когда давлеюш, действующие на упругий чувствительный элемент с двух сторон, равны, емкости Ci Ci Со.При изменении давлени  (Р) упругий чувствительный элемент 1 прогибаетс  и емкости дифференциального конденсатора С и С-2, измен ютс  на ЛС.

С., первую четверть положительной полуволны напр х ений Ui и Uj конденсаторы 18 и 19 зар жаюс  через диоды 13 и 14.

Токи зар да ковденсаторов 18 и 19 (1з, Hijj) протекают через сопротивление 17 в разных нанравле1ш х ..

При этом выз одное напр жение будет

U.-RH

,.-r,,6 31. 52-lR ja/(Juc) )

Так как ia) и .j , то,прин в U и1росле несложных преобразований, из вьфажени  (1) получим

.)

Конденсатор 18 через диоды 15 и 14, а конденсатор 19 через даоды 13 и 16 зар жатьс  не будут, так как диод 15 заперт отрицатЬльной пол рностью напр жени  Uj, а дкод 16 - положительной пол рностью напр жени  U i.

Остальные три четверти периода изменени  напр жений DI и Uj ток через RH не протекает. Конденсаторы 18 и 19 практически мгновенно разр жаютс  через диоды 16 и 15 и сопротивлени  обмоток трансформатора 12.

Таким образом, величина выходного напр жетш устройства пропорциональна изменению емкостей дифференциального конденсатора и, следовательно , давление имеет одноз1ичную пол р ность.

Claims (2)

1.Патент США № 3278919 кл. 340-200, 1972 г.

2.Авторское свидетельство СССР № 373657 кл. G01 г 21/26 1915.