Устройство для одновременного измерения температуры и механических усилий

Устройство для одновременного измерения температуры и механических усилий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И МЕХАНИЧЕСКИХ УСИЛИЙ, содержащее чувствительный элемент с двумя кварцезыми резонаторами подкпюченными к друм автогенераторам, выходы которых через преобразователи часто та-код подключены j: входам вьгчиспвтельного блока соадинешшго с блоком памяти, отличающееся тем, 4TOjC целью повышения точности измерения за счет учета нелинейности характеристик кварцевых резонагоров, в него введены последовательно соедшенные дополнительные автогенератор и яраобразователь частота-код, при .этом чувствительный элемент снабжен дополнительным кварцевым резонатором, под- § ключе1шым к допогагительному автогене ратору. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

-РЕСПУБЛИК

09) (11) 3151) 601 К 7/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ м двто скоью свидетельству

ГОсудАРстВенный ксмитет сссР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3400208/18-10 (22) . 23.02.82 (46) 30.04.83. Вкп. № 16 (72) Ф. Ф. Колпаков, В. А. Шевелев, В, П. Семенов и В. А. Писарев (71) Харьковский ордена Ленина авиационный институт им. Н. Е. Жуковского (53) 536.53 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 851121, кл. 601 К 7/32, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР № 777482, кл 601 К 7/32 1о79 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРА

ТУРЫ И МЕХАНИЧЯ:КИХ УСИЛИЙ, содержащее чувствительный элемент с двумя кварцевыми резонаторами,подклю . ченными к двум автогенераторам, выходы которых через преобразователи часто та-код подкл|очены к входам вычислительного блока, соединенного с блоком памяти, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,.с целью повышения точности изме рения за счет учета нелинейности характеристик кварцевых резонаторов, в него введены последовательно соединен ные дополнительные автогенератор и преобразователь частота-код, при .этом чувствительный элемент снабжен допол нительным кварцевым резонатором, пор ключенным к дополнительному автогене» рат ору.

1015267 то,то

Изобретение относится к технике электрических измерений неэлектрических величин и лреднаэначено дпя одновремен ного измерения температуры и механи ческкх усилий. 5

Известно устройство для одновременного измерения температуры и мехаямческих усилий, содержащее два пьезо» резонатора, укрепленных на упругом элемеНте и подключенных к двум авто- 10 генераторам, подсоединенным к входам, преобразователей частота-код, вычисли» тельный блок, блок памяти, блоки сравнения, элемент И и генератор тактовых импульсов t. 1),.

Наиболее близким к предлагаемому ! по технической сущности является устройство для одновременного измерения температуры и механических усилий, содеял жащее чувствительный элемент с двумя 2р кварцевыми резонаторами подключенными к двум автогенераторам, выходы кото рых через преобразователи частота-код подкпючены к входам вычислитеп ного блока, соединенного с блоком памяти (2 ),.25

Однако это устройство не обеспечивает высокой точности одновременного измерения температуры и механических усилий иэ-эа погрешностей, обусловлен ных отсутствием учета зависимости коэффициентов температурной чувствительности от воздействующей на чувствитель ный элемент силы и коэффициентов силовой чувствительности от воздействую щей на чувствительный элемент температуры, .хотя быстродействие устройства высокое.

Бель изобретения - повышение точности измерения температуры и механических усилий.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для одновременного измерения температуры и механических усилий, содержащее чувствительный элемент с двумя кварцевыми резонаторами, подключенными к двум автогене- 45 раторкм, выходы которых через преобразователи частота-код подключены:к вхо» дам вычислительного блока, соединенного с блоком памяти введены последовательI но соединенные дополнительные автогене- 50 ратор и преобразователь частота-код, выход которого соединен с вычислительным блоком, при этом чувствительный элемент снабжен дополнительным кварцевым резонатором подключенным к до- 55 попнитепьному автогенератору.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство содержит чувствительный элемент 1 с пьеэокварцевыми резонаторами 2,4, псдк»люченными к автогенераторам 5 - 7 соответственно которые связаны своими выходами с входами преобразователей 8 - 10 частота«код.

Выходы преобразователей частота-код соединены с вычислительным бпоком 11, связанным с запоминающим устройством 12.

Чуьствительный элемент 1 выполнен .таким образом, что действие температуры и силы вызывает одновременное изменение резонансной частоты кварцевых резонаторов, в качестве которых испап зуются кварцевые резонаторы С-среза, характеризующиеся высокой линейностью и крутизной преобразования температурочастотных и тенэо-частотных характеристике

Устройство работает следующим., об- разом.

В результате воздействия на чувст-. вительный элемент температуры и механических усилий частоты генерации автогенераторов 5 - 7 изменяются следующим образом.

1,,= 2„,+с „. (T-т )+О„„(Г-7 «); (q)

Еь-1,„о+О, (т- То)+а,, (-Ко), (ъ) где Q. (a 1, 2, 3) - коэффициенты преобразова ния по темпе ратуре или коэффициенты температурной чувствительности (коэф фпциенты тер» мочувствитель ности) ц „(1= 4,2,Ъ) . — коэффициенты преобразования по силе или коээфициенты силовой чувстEHTSKbHOCTH (коэффкциенты тенэочув ствитепьности);

Т, F. - измеряемые температуры и сила; — координаты реперной точки, в которой определялись

3 1015267 4 коэффициенты ветственно, на выходе которых прнобре термо- и тен- тают цифровую форму зочувствнт ель

1т, )(„+@ Î Õ с (9 и ° . =Ц „Х1+О, Х +О, > ; (g(jj

Q. (1»1,2,3) -с(= 1,й,Ъ) — частота первого, второ- 32 2. ЪЬ ф1 го и третьего или в матричном. внде f = A+ g, (12) торов соответ- 1а где A o новая матрица ко эфнпкео отвеяно в ре- силовой, температурной и сме " шанной чувствнтельностеа, перной точке.

В сВою очередь коэфф пженты Q и0„линейно зависрт от изменений F н Т;

" ciÄ =a p++aÄ (e- ц; (q),А . где . К. (< =4,ЯЯ - силовые

-""Г причем о ь у о .д,, (%, +. рК„ >

ОО О О Т О 1 та (a ò " т ОХГ КЗХ) о ь ь o т р (O z Кэ у

Составитель В. Куликов

Техред М. Гергель . КорректорА.Ильин, Редактор Е. Папп 3198/40 Тираж 873 Подписное

BHHHflH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д..4/5

<Рилиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и коэффициентыты тензо- чувствнтель ности;

K„- (3 = 4,2,Ъ j — температурные коэффициенты тензочув и внтель ностн. г

С учетом (4), (5) выражены (1), (2), (3) имеют вид.

Сигналы c выходов автогенера- торов 5 - 7 поступают на входы преоб разеватепей 8 - 10 частотакод сост

И) .20 С выходов преобразователей 8 10 частота-код сигналы поступают на зычно» лнтельный блок 11, решающий эту уже линейную относнтельно неизвестных х„(Т),Х (Р) иX>(TF) систему уравне

2>.. ний следующим образом:

Х=А- у, т.е. в вычислительном блоке" 11 пронсхо» дит перемножение вектора сигналов У; на обратную матрицу коэффицнентов 4 хрщящуюся. и вызываемую из запоми-. нающего устройства 12.

В результате решении получается оценка Т, F и произведения Т Родновремэлемент температуры Т и силы F.

Введение в устройство доп кварцевого резонатора, автогенератора и преобразователя частота-код позво

40 ляет учесть взаимное влияние измеряе мых Т и Р.на воздействующих Т и Р,, особенно при бопыцнх динамическнх

„диапазонах измеряемых, температур а механнческих уиижй.