Устройство для функционального преобразования давления в напряжение

О П И С А Н И Е 40879ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельства-Заявлено 13.Х.1971 ( 1724159/18-10)с присоединением заявки-Приоритет -Опубликовано 10.Х 1,1973, Бюллетень47Дата опубликования описания 15.1 Ъ.1974 М, Кл. 6 011 9/10 Гоаудервтввнный комитетСовета Минивтрое СССРпо делам изобретенийи открытий УДК 531.787.9 (088,8) Авторизобретения А, И. Иоффе Заявитель УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ В НАПРЯЖЕНИЕИзобретение относится к приборостроению, а именно к преобразованию механических величин в электрические.Известны датчики давления, у которых выходное напряжение функционально связано с измеряемым давлением (датчики барометрической высоты, воздушной скорости, расхода и др.).В известных приборах функциональная зависимость достигается применением упругих чувствительных элементов и преобразователей перемещения с нелинейными характеристиками.Существующие приборы обладают недостаточной точностью воспроизведения требуемых зависимостей давление - напряжение.Цель изобретения - повышение точности воспроизведения требуемой функциональной зависимости.Для этого в предлагаемом устройстве датчики давления соединены между собой каскадно, таким образом, что один из выходов предыдущего датчика соединен через согласующее устройство со входом последующего датчика, а другой выход через масштабное устройство - по схеме суммирования напряжений со вторым выходом последующего датчика.На чертеже приведена схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из нескольких датчиковдавления (Д), каждый из которых содержит упругий чувствительный элемент 1 и трансформаторный преобразователь перемещений 5 2 с двумя выходами (две выходные обмотки).Датчики имеют линейные выходные характеристики. Коцструктивцо датчики давления могут быть выполнены или с подвижным якорем или с подвижной обмоткой.10 Согласующие устройства (СУ) включенымежду выходом предыдущего и входом последующего датчиков. Согласующее устройство предназначено для того, чтобы исключить влияние сопротивления первичной цепи ца ра боту предыдущего датчика. В качестве согласующего устройства могут быть применены, например, согласующие усилители, На чертеже приведены два согласующих устройства (СУ 1 и СУ 2), включенные соответственно 20 между первым и вторым и между вторым итретьим датчиками давления. При большем количестве датчиков количество согласующих усилителей соответственно увеличивается.Масштабные устройства 3, 4 и 5 подключе ны ко второму выходу датчика давления ипредназначены для получения требуемого масштаба выходного напряжения датчика.Выходы датчиков через масштабные устройства соединены между собой по схеме сумми- ЗО ровация напряжений. В качестве масштабного3устройства применены делители напряжений, состоящие из двух сопротивлений, Для получения требуемого масштаба можно применять и другие устройства, например трансформаторы с требуемым коэффициентом трансформации.Устройство работает следующим образом.Известно, что любую непрерывную плавную функцию можно представить в виде полинома п степени, т. е. У, =аР",п=1где У, - выходное напряжение устройства;Р - измеряемое давление;а - постоянный коэффициент;п - степень полинома.Предлагаемая схема реализует указанную зависимость,Действительно, выходное напряжение трансформаторного датчика с линейной харак-.еристикой пропорционально напряжению питания и давлению.Для первого датчика выходное напряже. ние будет(2) У - КУп Р где У - напряжение питания датчика;К - постоянный коэффициент.Так как напряжение питания первого датчика является напряжением питания второго датчика, то с учетом уравнения (2) выходное напряжение второго датчика будетУ,=К У, Р=УК Р=-К,Р, (3) где где К,=УК. У 1=К Ул Р; Кз - УпК Аналогично выходное напряжение третьего датчика будет У,=У.К Р= К,Р, (4)Подбирая с помощью масштабного устройства, требуемую величину выходных напряжений, поступающих со второго выхода датчиков (УУУ ,), и алгебр аически просум мировав эти напряжения, как указано на чертеже, получают напряжение на выходе устройства, функционально связанное с измеряемым давлением в виде степенного полинома, воспроизводящего требуемую зависимость, 10 т. е,У, = У + У + У = а,Р а,Рф а,Рз, (5)где ааа, - постоянные коэффициенты, 15 величины которых устанавливаются с помощью масштабного устройства.Получение требуемого знака перед члена ми полинома (суммирование или вычитаниенапряжений) достигается соответствующим подключением к масштабному устройству концов выходной обмотки датчика.25Предмет изобретенияУстройство для функционального преобразования давления в напряжение, содержащее ЗО датчики давления с линейной характеристикой, состоящие из упругого чувствительного элемента и трансформаторного преобразователя перемещения с двумя выходами, согласующие устройства и масштабные устройст ва, отличающееся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения требуемой функциональной зависимости, датчики давления соединены между собой каскадно, таким образом, что один из выходов предыдущего 40 датчика соединен через согласующее устройство со входом последующего датчика, а другой выход через масштабное устройство - по схеме суммирования напряжений со вторым выходом последующего датчика,