Устройство для измерения давления

Устройство для измерения давления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНЯЯ ДАВЛЕНИЯ, содержащее пьёзоэлемент с двумя периферийными и одной центральной обкладками на одном металлизированном торце, возбуждающий генератор и дифференциальную схему обработки сигналов с индикатором, отличающееся тем, что, с целью повыления чувствительности и точности измерения, оно снабжено схемой управления и коммутатором. // соединенным управляющикш входами со схемой управления, при этом возбуждающий генератор подключен к периферийным обкладкам через коммутатор, а дифференциальная схема обработки сигналов - к центральной обкладке пьезоэлемента. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дифференциальная схема обработки сигналов выполнена в виде дифференциального усилителя и соединенных с соответствующими его входами двух пиковых детекторов, подключенных через дополнительный коммутатор, соединенный управляющими входами со схемой управления, к центральной обкладке i пьеэоэлемента. Л 3.Устройство по п. 2, отличающееся тем,что схема управленяя выполнена в виде последователь-, но соединенных генератора тактовых импульсов,, счетчика импульсов и рас- V, пределителя импульсов, выходы кото- С рого подсоединены к коммутаторам. сд 1чЭ оо Cpus. i .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ц5П 01 L 9/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ.(21) 3454081/18-10 (22) 15.06.82 (46) 30.09.83. Р 36 (72) А. -П.Лежнев, П.И. Госьков, С.В. масленников и А.П. Ситников (71) Алтайский политехнический институт им; И.И. Ползунова (53) 531.787(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 513276, кл. G 01 1 1/16, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

9 901864, . G 01 L 9/08, 1980 (прототий}, (54.) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ДАВЛЕНИЯ, содержащее пьезоэлемент с двумя периферийными и одной центральной обкладками на одном металлйзированном торце, возбуждающий генератор и дифференциальную схему обработки сигналов с индикатором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, : с целью повыаения чувствительности и точности измерения, оно снабжено схемой управления и коммутатором, ÄÄSuÄÄ 1045023 A соединенным управляющими входами со схемой управления, при этом возбуждающий генератор подключен к периферийным обкладкам через коммутатор, а дифференциальная схема обработки сигналов — к центральной обкладке пьезоэлемента.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е. с я тем, что дифференциальная схема обработки сигналов выполнена в виде дифференциального усилителя и соединенных с соответствующими его входами двух пиковых детекторов, подключенных через дополнительный коммутатор, соединенный управляющими входами со схемой управления, к центральной обкладке С пьезоэлемента.

3. Устройство по п. 2, о т л и- ур ч а ю щ е е с я тем,что схема управ-, фф леняя выполнена в виде последователь- у но соединенных генератора тактовых импульсов., счетчика импульсов и pac- пределителя импульсов, выходы которого подсоединены к коммутаторам.

1045023

Изобретение относится х силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения давления и механических усилий.

Известны пьезоэлектрические устройства для измерения давления (11.

Наиболее близким х предлагаемому является устройство для измерения давления, coдержащее пьезоэлемент с двумя периферийными и одной центральной обкладками на одном металли — о зированном торце, возбуждающий генератор и дифференциальную схему обработки сигналов c .и ндикатором .$2l.

Известное устройство имеет ограниченные чувствительность и точность измерений, что обусловлено погрешностями дифференциальной схемы об1 работки сигналов.

Цель изобретения - поньааение чувствительности и точности измерения.

Поставленная цель достигае т ся 2О тем, что устройство для измерения данления снабжено схемой управления и коммутатором, соединенным управляющими входами со схемой управления, при этом возбуждающий генератор под 25 хлючен к периферийным обкладкам через коммутатор, а дифференциальная схема обработки сигналон — к центральной обкладке пьезоэлемента.

Дифференциальная схема обработки ЗО сигналов выполнена в виде дифференциального усилителя и соединенных с соответствующими его входами двух пиковых детекторов,. подключенных через дополнительный коммутатор, сое-З> диненный управляющими входами со схемой упранлечия, к центральной обкладке пьезоэлемента.

Схема .Управления выполнена в виде последовательно соединенных генератора тактовых импульсов, счетчика импульсон и распределителя импульсов, выходы которого подсоединены к коммутаторам.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройст-45 ва; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит схему 1 управления, состоящую из последовательно соединенных генератора 2 тактовых импульсон, вырабатывающего тактовые импульсы 3, счетчика 4 импульсов и распределителя.5 импульсон, который .нырабатынает управляющие импульсы

1 д

6, 7, 8 и 9, поступающие соответственно на управляющие входы 10 и 11 коммутатора 12 и управляющие входы.

13 и 14 дополнительного коммутатора

15. Последний входит в состав диффе15енциальной схемы 16 обработки сигналов, которая содеожит два пи- 60 ковых детектора 17 и 18, подключенных входами к дополнительному коммутатору 15 и выходами к соответствующему входу дифференциального усилителя 19. Возбуждающий генератор

20 подключен к коммутатору 12, соединенному с периферийными обкладками 21 и 22 пьезоэлемента 23. Центральная обкладка 24 подключена к дифференциальной схеме 16 обработки сигналов выход которой подключен к индикатору 25.

Устройство работает следующим образом.

Распределитель 5 импульсов, подключенный к счетчику 4 импульсов, вырабатывает управляющие импульсы

6, 7, 8 и 9. Коммутатор 12 и дополнительный коммутатор 15 последователь. но подключают соответственно выход возбуждающего генератора 20 х периферийным обкладкам ?1 ц, 22 пьезоэлемента 23 и центральную обкладку 24 к входам пиковых детекторов 17 и 18, С центральной обкладки 24 на вход дополнительного коммутатора 15 пос-.упает амплитудно-модулированное переменное на .ряжение 26. В моменты времени t и 4, совпадающие с временем подключения обкладок 21 и 22 к генератору 20 происходит детехти ! рование и фиксация амплитуды пачек импульсов 27 и 28 с помощью пиковых детекторов 17 и 18. В результате с их выхода на входы дифференциального усилителя 19 поступают постоянные напряжения Ы и 0., связанные с возбуждающим напряжением Я генератора 20 соотношениями:

О =к „х0, "2- . р 2 с"

1 где Кп„и К вЂ” коэффициенты трансформации пьезоэлемента 23 при подключении соответственно периферийных обкладок 21 и 22 к генератору 20 „ функционально связанные с величиной измеряемого давления;

К вЂ” коэффициент преобразования пиковых детекторов 17 и 18. (фиг. 2 диаграммы 29 и 30).

В случае симметричного исполнения периферийных обкладок 21 и 22 относительно узла колебаний пьезоэлемента 23 при возбуждении его на резонансной частоте тр иКтр будут равными при нулевом давлении и различными при приложении измеряемого давления. Таким образом, индикатор 25 будет прямо отображать величину измеряемого давления.

Для устранения влияния коммутационных помех на точность измерений, возникающих при Подключении периферийных обхладох 21 и 22 х генератору 20, моменты времени 41 и т выбираются меньшими времени подключения данных обкладок и не совпадающими с временем переходных процессов в пьезоэлементе 23, возможны и другие схемные решения дифференциального устройства

16 обработки сигналов. Тах, вместо

104 "23

2В

Составитель И. Сумцов

Редактор A. Лежнина Техред С.Мигунова Корректор Ю,Макаренко

Заказ 7537/40 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 пиковых детекторов 17 и 1b можно испольэовать запоминакщие элементы, при этом дополнительный коммутатор 15 должен быть подключен к центральной обкладке 24 через амплитудный детектор 31 (на фиг. 1 показан пунктиром).

Благодаря увеличению коэффициента тран .формации пьезоэлемента 23 при его возбуждении посредством периферийных обкладок 21 и 22, увеличивается чувствительность устройства в целом, при этом погрешность, дифференциальной схемы обработки сигналов уменьшается, что позволяет повысить точность измерения.