Терморезонансный преобразователь

Терморезонансный преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ фЩ,к вс;:.

I О е

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ

:(6i) 1004896 с (21) 3487385/18-21

:(22) 30.08.82 (46) 30.06.84. Бюл. Р 24 (72) A.Â.Êîñûõ (71) Омский политехнический институт (53) 621.317.7(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 1004896, кл. G 01 R 19/02, 1981. (54 ) (57) ТЕРМОРЕЗОНАНСНЫЙ OPEOSPA30ВА1ЕЛЬ по авт.св. У 1004896, о т—

„.SU 1100572 A.ЦД1)С 01 R 19/02//С 01 R 19/00 л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены второй автогенератор, программируемый функциональный преобразователь и сумматор, при этом вход второго автогенератора соединен с цельным электродом возбуждения, а выход через программируемый функциональный преобразователь — с первым входом сумматора, второй вход которого подключен к входной шине, а выход — к второму сегментному электроду.

1100572

Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использовано для измерения действующего значения электрических сигналов, По авт.св. Ð 1004896 известен терморезонансный преобразователь, содержащий пьезокварцевую пластину, на одну сторону которой нанесен цельный электрод возбуждения, а на, другую — два электрода возбуждения в форме сегментов, образованных дугами окружности, проведенной из центра пьезокварцевой пластины, и двумя параллельными хордами,атак=. же узкая резистивная полоска, соединяющая между собой сегментные электроды, первый сегментный электрод соединен с общей шиной непосредственно, а второй через блокировочный конденсатор, цельный электрод — с входом автогенератора 13.

Недостатком известного преобразователя является невысокое быстродействие, поскольку изменения частоты, соответствующие изменениям эффективного тока, определяются двумя составляющими, имеющими различные постоянные времени — составляющей, обусловленной механическими напряжениями, и другой составляющей, определяемой изменением интегральной температурой пьезокварцевой пластины в соответствии с температурно-частотной характеристикой (ТЧХ).

Цель изобретения — повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем. что в терморезонансный преобразователь дополнительно введены второй автогенератор, программируемый функциональный преобразователь и сумматор, при этом вход второго автогенератора соединен с цельным электродом возбуждения, а выход че.Рез программируемый функциональный преобразователь — с йервым входом сумматора, второй вход которого подключен к входной шине, а выход— к второму сегментному электроду.

На чертеже приведена структурная электрическая схема преобразователя.

Терморезонансный преобразователь содержит пъезокварцевую пластину 1, на одну сторону которой нанесен цель ный электрод 2 возбуждения, а на другую — два электрода 3 и 4 возбуждения в форме сегментов, образованных дугами окружности, проведенной из центра пьезокварцевой пласти» ны 1, и двумя пареллельными хордами. а также узкая реэистивная полоска 5, соединяющая между собой cer" . ментные электроды 3 и 4, первый сегментный электрод 3 соединен с общей шиной непосредственно, второй 4 через блокировочный конденсатор 6, 1О

40 цельный электрод — с входом первого автогенератора 7. В термореэонансный преобразователь дополнительно введены второй автогенератор 8, вход которого соединен с цельным электродом 2 возбуждения, программируемый функциональный преобразователь 9 и сумматор 10, при этом выход второго автогенератора 8 через программируемый функциональный преобразователь

9 соединен с первым входом сумматора

10, второй вход которого подключен входной шине, а выход — к второму сегментному электроду 4.

Преобразователь работает следующим образом.

Протекание тока через резистивную полоску 5 вызывает локальный нагрев пьезокварцевой пластины 1, который обуславливает возникновение поверхностного градиента температуры и соответственно механических напряжений, которые влияют на частоту колебаний основного типа. Частота колебаний основного типа пропорциональна тепловой мощности, выделяемой на резистивной полоске 5, т.е. эффективному значению протекающего через нее тока. Переходный процесс установления сигнала этой частоты при переходных процессах входного сигнала имеет быструю составляющую, определяемую временем установления механических напряжений, и медленную, определяемую временем установления теплового равновесия между пьезокварцевой пластиной 1 и окружающей средой..ПьеэЬкварцевая пластина 1 имеет частоту ангармоники, определяемую средней ее температурой.

Таким образом, автогенератор 7 работает на основной частоте колебаний, пропорциональной эффективному значению тока, протекающему через резистивную полоску 5, а автогенератор 8 - на частоте температур45 но-чувствительной ангармоники, время установления которой совпадает с временем установления теплового рав-, новесия. Программируемый функцио50 нальный преобразователь 9 преобразует частоту ангармоники в электричес-, кий сигнал. Он программируется та- ким образом, чтобы для любого значения измеряемого сигнала осуществлялась компенсация влияния изменения средней температуры пьезокварцевой пластины 1, что выполняется, если закон функционального преобразования близок к ТЧХ основного колебания.

Преобразованный электрический сигнал в сумматоре 10 алгебраически суммируется с входным сигналом, а сумматорный сигнал подается на

65 резистивную полоску 5. При соответ1100572

Составитель A.Ïó÷êîâñêâé

Техред Ж.Кастелевйч .

Корректор О. Билак

Редактор П.Макаревич

Заказ 457á/35 - Тираж 711 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 ствующем выборе рабочей точки пьезокварцевой пластины на ТЧХ увеличение .средней температуры ведет к понижению частоты колебаний, а понижениек повышению частоты. В соответствии с изменениями положения рабочей точ- 5 ки меняется знак обратной связи, что и обеспечивает компенсацию влияния изменения средней температуры пьезокварцевой пластины, а следовательно, и медленной составляющей 19 переходного процесса выходной частоты.

Преимушеством предлагаемого преОбразователя является то, что в нем автоматически устраняется влияние окружающей температуры, что позволяет повысить точность преобразова» ния, Пьезокварцевая пластина преобразователя может, например, бЫть пластиной AT-среза с .основным колебанием 5 мГц по третьей механической гармонике и частотой термочувствительных контурных колебаний 280 кГц, Диаметр пластины 1-14 мм, размер резистивной полоски 5 2х0,5 мм, отношение поверхности пластины к поверхности резистивной полоски 150.

Быстродействие повышается в

15-20 раз.