UA129824U

UA129824U - PRESSURE MEASUREMENT DEVICE

Info

Publication number: UA129824U
Application number: UAU201806226U
Authority: UA
Inventors: Олександр Володимирович Осадчук; Олександр Сергійович Звягін; Антон Юрійович Савицький; Ярослав Олександрович Осадчук; Володимир Васильович Лукін; Андрій Юрійович Воловик; Оксана Петрівна Червак
Original assignee: Вінницький Національний Технічний Університет
Priority date: 2018-06-04
Filing date: 2018-06-04
Publication date: 2018-11-12

Abstract

Пристрій для вимірювання тиску складається з чутливого до тиску резистора, джерела напруги, конденсатора і пасивної індуктивності, другий вивід пасивної індуктивності з'єднаний з першим виводом конденсатора і першим полюсом джерела напруги. Введено два біполярних транзистора та чотири резистори, причому перший полюс джерела постійної напруги приєднано до першого полюса конденсатора, через пасивну індуктивність приєднано до першого виводу першого резистора, першого виводу другого резистора та колектора другого біполярного транзистора, другий полюс джерела постійної напруги приєднано до другого вивода конденсатора, та через чутливий до тиску резистор приєднано до другого вивода першого резистора, другого вивода четвертого резистора та бази першого біполярного транзистора, перший вивід четвертого резистора приєднано до бази другого біполярного транзистора, а через третій резистора приєднано до другого вивода другого резистора і колектора першого біполярного транзистора та другого вивода першого резистора, емітери першого і другого біполярних транзисторів з'єднано з другим полюсом джерела постійної напруги.The pressure measuring device consists of a pressure-sensitive resistor, a voltage source, a capacitor and a passive inductor, the second output of the passive inductance is connected to the first output of the capacitor and the first pole of the voltage source. Two bipolar transistors and four resistors are introduced, with the first pole of the DC source connected to the first pole of the capacitor, due to the passive inductance connected to the first terminal of the first resistor, the first terminal of the second resistor and the collector of the second bipolar transistor at the second bipolar transistor , and through a pressure-sensitive resistor connected to the second terminal of the first resistor, the second terminal of the fourth resistor and the base of the first bipolar transistor RA, the first terminal of the fourth resistor is connected to the base of the second bipolar transistor, and through the third resistor is connected to the second terminal of the second resistor and the collector of the first bipolar transistor and the second terminal of the first resistor, the emitters of the first and second bipolar transistors are connected to the voltage source.

Description

Корисна модель належить до контрольно-вимірювальної техніки і може бути використана як сенсор тиску газів в різноманітних пристроях автоматичного керування технологічними процесами та кондиціювання виробничого і побутового мікроклімату.The useful model belongs to control and measurement equipment and can be used as a gas pressure sensor in various devices for automatic control of technological processes and conditioning of industrial and household microclimates.

Відомий пристрій для виміру тиску (АС СРСР Мо1670807, кл. НО4К19/04, 1991, Бюл. Мо 30).A known device for measuring pressure (AS USSR Mo1670807, class NO4K19/04, 1991, Byul. Mo 30).

Пристрій складається з мембрани, розділеної на дві електрично ізольовані частини нерухомого електрода, а також мікрофонний підсилювач, в який введено два резистора і два конденсатора, одна частина нерухомого електрода приєднана до додатного полюса джерела живлення, відповідна частина мембрани через резистор приєднана до від'ємного полюса джерела живлення, друга частина нерухомого електрода приєднана до від'ємного полюса джерела живлення, відповідна частина мембрани через другий резистор приєднано до додатного полюса джерела живлення, обидві частини мембрани через розділові конденсатори приєднано до входів мікрофонного підсилювача.The device consists of a membrane divided into two electrically isolated parts of a fixed electrode, as well as a microphone amplifier into which two resistors and two capacitors are inserted, one part of the fixed electrode is connected to the positive pole of the power source, the corresponding part of the membrane is connected to the negative pole through a resistor power supply, the second part of the fixed electrode is connected to the negative pole of the power source, the corresponding part of the membrane through the second resistor is connected to the positive pole of the power source, both parts of the membrane are connected to the inputs of the microphone amplifier through decoupling capacitors.

Недоліком даного пристрою є малий діапазон вимірювання та низька чутливість, що залежать від розкиду параметрів, та геометрії чутливих елементів, а також інших, не вимірюваних параметрів досліджуваних атмосфер.The disadvantage of this device is a small measurement range and low sensitivity, which depend on the spread of parameters and the geometry of sensitive elements, as well as other, non-measurable parameters of the studied atmospheres.

Найбільш близьким є пристрій для вимірювання тиску (див. Патент України Ме33403, МПКзThe closest is a device for measuring pressure (see Patent of Ukraine Me33403, MPKz

НО4К19/04, опубл. 15.02.01. Бюл. Ме1)|. Пристрій містить чутливий до тиску резистор, два польових транзистора, два джерела напруги і конденсатор, пасивну індуктивність і друге джерело напруги, причому затвор першого польового транзистора через чутливий до тиску резистор з'єднаний з першим полюсом першого джерела на пруги, другий полюс першого джерела напруги з'єднаний із стоком другого польового транзистора, витоки першого і другого польових транзисторів з'єднані між собою, а затвор другого польового транзистора з'єднаний із стоком першого польового транзистора, до якого підключена перша вихідна клема та перший вивід пасивної індуктивності, другий вивід пасивної індуктивності з'єднаний з першим виводом конденсатора і першим полюсом другого джерела напруги, другий вивід конденсатора з'єднаний з другим полюсом другого джерела напруги, стоком другого польового транзистора і другим полюсом першого джерела напруги, які утворюють загальну шину, до якої підключена друга вихідна клема пристрою.НО4К19/04, publ. 15.02.01. Bul. Me1)|. The device contains a pressure-sensitive resistor, two field-effect transistors, two voltage sources and a capacitor, a passive inductance and a second voltage source, and the gate of the first field-effect transistor is connected through a pressure-sensitive resistor to the first pole of the first voltage source, the second pole of the first voltage source connected to the drain of the second field-effect transistor, the drains of the first and second field-effect transistors are connected to each other, and the gate of the second field-effect transistor is connected to the drain of the first field-effect transistor, to which the first output terminal and the first output of the passive inductance are connected, the second output of the passive inductor is connected to the first terminal of the capacitor and the first pole of the second voltage source, the second terminal of the capacitor is connected to the second pole of the second voltage source, the drain of the second field-effect transistor and the second pole of the first voltage source, which form a common bus to which the second output terminal is connected device.

Недоліком даного пристрою є недостатня точність вимірювання, що пов'язана зThe disadvantage of this device is insufficient measurement accuracy, which is associated with

Зо використанням чутливого елемента в колі живлення, а також застосування двох джерел живлення, що вимагає їх розв'язки або стабілізації.With the use of a sensitive element in the power circuit, as well as the use of two power sources, which requires their decoupling or stabilization.

В основу корисної моделі поставлено задачу створення пристрою для вимірювання тиску, в якому за рахунок введення нових елементів та зв'язків досягається можливість реалізації з одним джерелом живлення і чутливим до тиску резистором у колі зворотного зв'язку, що дає можливість підвищення точності вимірювання тиску.The basis of a useful model is the task of creating a device for measuring pressure, in which, due to the introduction of new elements and connections, the possibility of implementation with one power source and a pressure-sensitive resistor in the feedback circuit is achieved, which makes it possible to increase the accuracy of pressure measurement.

Поставлена задача вирішується тим, що у пристрої для вимірювання тиску, який складається з чутливого до тиску резистора, джерела напруги, конденсатора і пасивної індуктивності, другий вивід пасивної індуктивності з'єднаний з першим виводом конденсатора і першим полюсом джерела напруги, введено два біполярних транзистора та чотири резистори, причому перший полюс джерела постійної напруги приєднано до першого полюса конденсатора, через пасивну індуктивність приєднано до першого виводу першого резистора, першого виводу другого резистора та колектора другого біполярного транзистора, другий полюс джерела постійної напруги приєднано до другого вивода конденсатора, та через чутливий до тиску резистор приєднано до другого вивода першого резистора, другого вивода четвертого резистора та бази першого біполярного транзистора, перший вивід четвертого резистора приєднано до бази другого біполярного транзистора, а через третій резистора приєднано до другого вивода другого резистора і колектора першого біполярного транзистора та другого вивода першого резистора, емітери першого і другого біполярних транзисторів з'єднано з другим полюсом джерела постійної напруги.The problem is solved by the fact that in the device for measuring pressure, which consists of a pressure-sensitive resistor, a voltage source, a capacitor and a passive inductance, the second terminal of the passive inductance is connected to the first terminal of the capacitor and the first pole of the voltage source, two bipolar transistors are introduced and four resistors, and the first pole of the constant voltage source is connected to the first pole of the capacitor, through the passive inductance is connected to the first terminal of the first resistor, the first terminal of the second resistor and the collector of the second bipolar transistor, the second pole of the constant voltage source is connected to the second terminal of the capacitor, and through the sensitive to pressure resistor is connected to the second terminal of the first resistor, the second terminal of the fourth resistor and the base of the first bipolar transistor, the first terminal of the fourth resistor is connected to the base of the second bipolar transistor, and through the third resistor is connected to the second terminal of the second resistor and the collector of the first th bipolar transistor and the second terminal of the first resistor, the emitters of the first and second bipolar transistors are connected to the second pole of the constant voltage source.

На кресленні наведено схему пристрою для вимірювання тиску.The diagram shows the device for measuring pressure.

Пристрій складається з першого біполярного транзистора 8 і другого біполярного транзистора 10, причому перший полюс джерела постійної напруги 1 приєднано до першого полюса конденсатора 2, через пасивну індуктивність З - до першого виводу першого резистора 4, першого виводу другого резистора б та колектора другого біполярного транзистора 10, другий полюс джерела постійної напруги 1 приєднано до другого вивода конденсатора 2, через чутливий до тиску резистор 5 - до другого вивода першого резистора 4, другого вивода четвертого резистора 9 та бази першого біполярного транзистора 8, перший вивід четвертого резистора 9 приєднано до бази другого біполярного транзистора 10, а через третій резистор 7 - до другого вивода другого резистора 6 і колектора першого біполярного транзистора 8, емітери першого біполярного транзистора 8 і другого біполярного транзистора 10 з'єднано з другим полюсом джерела постійної напруги 1.The device consists of the first bipolar transistor 8 and the second bipolar transistor 10, and the first pole of the constant voltage source 1 is connected to the first pole of the capacitor 2, through the passive inductance Z - to the first terminal of the first resistor 4, the first terminal of the second resistor b and the collector of the second bipolar transistor 10 , the second pole of the constant voltage source 1 is connected to the second terminal of the capacitor 2, through the pressure-sensitive resistor 5 - to the second terminal of the first resistor 4, the second terminal of the fourth resistor 9 and the base of the first bipolar transistor 8, the first terminal of the fourth resistor 9 is connected to the base of the second bipolar transistor 10, and through the third resistor 7 - to the second terminal of the second resistor 6 and the collector of the first bipolar transistor 8, the emitters of the first bipolar transistor 8 and the second bipolar transistor 10 are connected to the second pole of the constant voltage source 1.

Вимірювач газу працює наступним чином.The gas meter works as follows.

В початковий момент часу тиск не діє на чутливий до тиску резистор 5. За допомогою джерела постійної напруги 1 та першого резистора 4, другого резистора 6, третього резистора 7 та четвертого резистора 9, що утворюють дільник напруги, схема вводиться в режим, коли на ділянці кола колектор другого біполярного транзистора 10 - емітер першого біполярного транзистора 8 виникає від'ємний опір, який призводить до виникнення електричних коливань в контурі, який утворений паралельним ввімкненням повного опору з ємнісною складовою на електродах колектор другого біполярного транзистора 10 - емітер першого біполярного транзистора 8 та пасивної індуктивності З, конденсатор 2 запобігає проходженню змінного струму через джерело постійної напруги 1. При наступній дії тиску на чутливий до тиску резистор 5 змінюється ємнісна складова повного опору на електродах колектор другого біполярного транзистора 10 - емітер першого біполярного транзистора 8, що викликає ефективну зміну частоти коливального контуру.At the initial moment of time, the pressure does not act on the pressure-sensitive resistor 5. With the help of the constant voltage source 1 and the first resistor 4, the second resistor 6, the third resistor 7 and the fourth resistor 9, which form a voltage divider, the circuit is put into a mode where the section circuit the collector of the second bipolar transistor 10 - the emitter of the first bipolar transistor 8, a negative resistance arises, which leads to the occurrence of electrical oscillations in the circuit, which is formed by the parallel switching on of the total resistance with a capacitive component on the electrodes of the collector of the second bipolar transistor 10 - the emitter of the first bipolar transistor 8 and passive inductance Z, capacitor 2 prevents the passage of alternating current through the source of constant voltage 1. When pressure is applied to the pressure-sensitive resistor 5, the capacitive component of the total resistance on the electrodes of the collector of the second bipolar transistor 10 - the emitter of the first bipolar transistor 8 changes, which causes an effective change in frequency oscillating contour .

Claims

USEFUL MODEL FORMULA A device for measuring pressure, which consists of a pressure-sensitive resistor, a voltage source, a capacitor and a passive inductance, the second terminal of the passive inductance is connected to the first terminal of the capacitor and the first pole of the voltage source, which is characterized by the fact that two bipolar transistors are introduced and four resistors, wherein the first pole of the constant voltage source is connected to the first pole of the capacitor, through the passive inductance is connected to the first terminal of the first resistor, the first terminal of the second resistor and the collector of the second bipolar transistor, the second pole of the constant voltage source is connected to the second terminal of the capacitor, and through the sensitive to the pressure, the resistor is connected to the second terminal of the first resistor, the second terminal of the fourth resistor and the base of the first bipolar transistor, the first terminal of the fourth resistor is connected to the base of the second bipolar transistor, and through the third resistor is connected to the second terminal of the second Zo resistor and k the collector of the first bipolar transistor and the second terminal of the first resistor, the emitters of the first and second bipolar transistors are connected to the second pole of the constant voltage source. nn mon VN mon p p V z t th; N she 7 and shi dr certain and VOD and Tik: tai Y!