2. Преобразователь содержит многопарамегровый чувствительный элемент I с пьезокварцевыми резонаторами 2-5, причем резонаторы 2, 4 и 5 вьшолнены на одной пластине и подключены к автогенераторам 6-8, а пьезокварцевый резонатор 3 включен в автогенератор 9, Преобразователь содержит также три смесител 1О-12, три фильтра 13-15 .НИ.ЖНИХ частот, при этом фильгры 13 и 14 подключены к фазовому детектору 16, выход которого соединен с входом фильтра 17 нижних частот. Сигнал с вы хода фильтра 17 подаетс через усилители 18 и 19 на управл ющие входы автогенераторов 6 и 8. Многопараметровый чувствительный элемент I содержит корпус 20 и изготовленные за одно целое с ним мембран 21 и поддерживающие стойки 22, на которые устанавливаетс пьезокварцева пластина 23 (ЦС-среза) с трем парами круглых электродов 24. Чувсгвигель . ный элемент I находитс под действием сипы F и температуры Т. Круглые электроды 24 нанесены на пьезокварцевой пластине 23 так, чтобы их центры были расположены под углом 12Соотносительно центра пластины 23. При измерении воз действующего давлени Р происходит изменение сжимающих усилий F , пропорци нальных давлению и прикладываемых к каждому резонатору. Вследствие темпера туры Т на кварцевые резонаторы происходит через мембрану контактным путем и путем радиации. Конструктивно автогенераторы 6 и 9 смеситель 10 и фильтр 13, а .также автогенераторы 7 и 8, смеситель 12 и фильтр 15 могут быть вьшолнены в виде двухчастотных управл емых напр жением кварцевых генераторов ДКГ и ДКГ,,, каждый из которых реализован на одном активном элементе. Преобразователь работает следующим бразом. Воздействие температурного и силоого полей измен ют резонансные часоты пьезокварцевьос резонаторов 2, 5 4 и, следовательно, частоты генераии автогенераторов 6, 8 и 7, 4 04 - коэффициент преобразовани по температуре; коэффициенты преобразовани по силе. В преобрадователе коэффициенты К и Кд выбраны с положительным знаком, а Кл - с отрицательным. Эго достигаетс выбором в качестве пьезорезонаторов кварцевых резонаторов ЦС-среды, которые в зависимости от угла приложени силы относительно оси кварцевых резонаторов могут иметь как положительный, так и отрицательный знак коэффициента силовой чувствительности. Фильтр 13 нижних частот выдел ет разностную частоту f р , поступающую на первый вход фазового детектора :fp1 ()FСоответственно фильтр 14 выдел ет разностную частоту , поступающую на второй вход фазового детектора ) T-4FЗа счет разности частот .( выходе фазового детектора наблюдаютс биени и в зависимости от знака мгновенного напр жени биений разность между частотами то повыщаетс то понижаетс , что приводит к неодинаковой длительности положительной и отрицательной полуволн напр жений биений, в результате чего на выходе фазового детектора 16 образуетс посто нна составл юща напр жений, тем больша , чем меньше начальна расстройка ufti (асинхронный режим). Эга посто нна составл юща через фильтр 17 нижних частот подаетс на усилители 18 и 19 и благодар заранее известному знаку расстройки и разноименньпл знакам коэффициентов передачи усилителей 18 и 19 измен ютс частоты автогенераторов 6 и 8 в разные стороны и соотввтствшно частота биений будет снвжать с до нул . Наступает апериодический режим биений и происходат захват )г { f к соответственно fp и fи напр жение на выходе фазового детектора будет посто нно. В этом случае не каждый вход фазового детектора воздей ствует частотный сигнал, пропорциональный воздействующей на чувствительный элемент I тe mepaтype .-lVfob)-N fp2() В дальнейшем возникающа при изменеНИИ воздействующей силы F дополнительна расстройка частот автогенераторов в и 8, следовательно, частот fp и приве ет к измененто уровн посто нного напр жени на выходе фазового детектора 16 и фильтра 17. Если при возможных экстремальных расхождени х л емых диапазоном возможных действующих сил, растройки, вносимые в автогене раторы 6 и 8, достаточны дл полной компенсации этих расхождений, то посто ное напр жение на выходе фазового детек тора определ емое по разности фаз часто f pi и fр2 будет пропорционально силе F а частотные сигналы f р-, и fpg будут пропорциональны температуре Т, а фильтр 15 выдел ет разностную частоту, пропорциональную силе )--Vfo2HV Предлагаемый преобразователь имеет повь1Шенную точность измерений, так как работа устройства происходит на разност ных частотах за счет чего улучшаетс работа фазового дет1 ктора и повышаетс его чувствительность. 9 3 Формула изобр. етени Дифференциальный пьезоэлектрическЕЙ преобразователь, содержащий чувствительный элемент с двум пьезорезонаторами, выполненными на одной пьезокварцевой пластине и подклкгченными к двум автоген аторам , смеситель и последоват:лык соединенные фазовый детектор, фильтр нижних частот, выход которого св зан с входами двух усилителей, соединенных своими выходами с управл ющими входами первого и второго автогенераторов, отличающийс тем, что, с целью повышени точности взмерени температуры и механических усилий за счет увеличени разрешающей способности и линейности фазового детектора, в него дополнительно введены два пьезорезонатора , соединенные с двум дополнительными автогенераторами, два смесител и три фильтра нижних частот, причем четвертый пьезорезонатор вьтолнен на пьезокварпевой пластине, выходы первого и третьего автогенератора соединены со входами второго смесител , соединенного с вторым фильтром нижних частот , подключенным к первому входу фазового детектора, второй вход которого св зан через третий фильтр нижних частот с выходом третьего смесител , соединенного входами с выходами второго , и третьего автогенераторов, при этом выходы второго и четвертого автогенераторов соединены с входами смесител , подключенного к четвертому фильтру нижних частот. Источники информашн, прин тые во вснимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 558189, кл. (5 01 L 9/О8, 1975. , 2,Авторское свидетельство СССР по за вке № 2886749/18-1О (О28631), кл. G 01 1/16, 25.02.8О (протогип).
1
.1