Устройство для измерения давления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 Ь 9/О ИСАН И РЕТЕ ТОРСНОМ ЕТЕЛЬСТ входами этом возчен к пери- коммутатор, бработки обкладке в прав-,тель- уееффеыхрас-то- Е ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИИ(прототий),(54.)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯДАВЛЕНИЯ, содержащее пьезоэлементс двумя периферийными и одной центральной обкладками на одном металлйзированном торце, возбуждающийгенератор и дифференциальную схемуобработки сигналов с индикатором,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повыаения чувствительностии точности измерения, оно снабженосхемой управления и коммутатором,ЯО 1045023 А соединенным управляющимисо схемой управления,прибуждающий генератор подклюФерийным обкладкам череза дифференциальная схема осигналов - к центральнойпьезоэлемента.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 соответст вующими его входами двух пиковых детекторов, подключенных через дополнительный коммутатор, соединенный управляющими входами со схемой управления, к центральной обкладке пьезоэлемента.3. Устройство по п. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем,что схема у леняя выполнена в виде последова но соединенных генератора тактов импульсов счетчика импульсов и пределителя импульсов, выходы ко рого подсоединены к коммутаторамИзобретение относится х силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения давленияи механических усилий.Известны пьезоэлектрические устройства для измерения давления ) 11,Наиболее близким х предлагаемомуявляется устройство для измерениядавления, содержащее пьезоэлементс двумя периферийными и одной центральной обкладками на одном металли - озированном торце, возбуждающий генератор и дифференциальную схемуобработки сигналов с индикатором ) 2.Известное устройство имеет ограниченные чувствительность и точностьизмерений, что обусловлено погрешностями дифференциальной схемы обработки сигналов.Цель изобретения - повышение чувствительности и точности измерения.Поставленная цель достигается 2 Отем, что устройство для измеренияданления снабжено схемой управленияи коммутатором, соединенным управляю"щими входами со схемой управления,при этом возбуждающий генератор под 25хлючен к периферийным обкладкам черезкоммутатор, а дифференциальная схема обработки сигналон - к центральной обкладке пьезоэлемента.Дифференциальная схема обработки ЗОсигналов выполнена в виде дифференциального усилителя и соединенных ссоответствующими его входами двухпиковых детекторов, подключенныхчерез дополнительный коммутатор, сое-Зздиненный управляющими входами со схемой упранлечия, к центральной обкладке пьезоэлемента.Схема .Управления выполнена в видепоследовательно соединенных генератора тактовых импульсов, счетчика 40импульсон и распределителя импульсов, выходы которого подсоединены ккоммутаторам,На Фиг. 1 представлена Функциональная схема предлагаемого устройст ва, на Фиг. 2 - временные диаграммы,поясняющие его работу,Устройство содержит схему 1 управления, состоящую из последовательносоединенных генератора 2 тактовыхимпульсон, вырабатывающего тактовыеимпульсы 3, счетчика 4 импульсов ираспределителя.5 импульсон, который.нырабатынает управляющие импульсыб, 7, 8 и 9, поступающие соответственно на управляющие входы 10 и 11коммутатора 12 и управляющие входы.13 и 14 дополнительного коммутатора15. Последний входит в состав дифФе 15 енциальной схемы 16 обработкисигналов, которая содеожит два пи Оковых 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 б, 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 поступает амплитудно-модулированное переменное напряжение 26. В моменты времени 1 и, совпадающие с временем подключения обкладок 21 и 22 к генера тору 20 происходит детеитирование 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 О. и О связанные с возбуждающим напряжением О, генератора 20 соотношениями;О:К КО,"2- тр 2"где п и К. - коэффициенты трансФормации пьезоэлемента 23 при подключении соответственно периферийных обкладок 21 и 22 к генератору 20Функционально связанные с величинойизмеряемого давления;К - коэффициент преобразованияпиковых детекторов 17 и 18. (Фиг. 2диаграммы 29 и 30).В случае симметричного исполнения периферийных обкладок 21 и 22относительно узла колебаний пьезоэлемента 23 при возбуждении его нарезонансной частоте)тр и трг будут равными при нулевом давлениии 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 1 и т выбираются меньшими времени подключенияданных обкладок и не совпадающими свременем переходных процессов в пьезоэлементе 23,возможны и другие схемные решения дифференциального устройства16 обработки сигналов. Тах, вместоСоставитель И. Сумцовнина Техред С,Мигунова КорректоР Ю,Макаренко едактор Л. Подписноемитета СССРкрытийая наб., д, 4/5 лиал ППП "Патент", г. Ужгород оектная,пиковых детекторов 17 и 1 Ь 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 коэффициенакаэ 7537/40 Тираж 873 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и о 113035, Москва, Ж, Раушста тран Формации пьезоэлемента 23при его возбуждении посредствомпериферийных обкладок 21 и 22, увеличивается чувствительность устройства в целом, при этом погрешность,дифференциальной схемы обработкисигналов уменьшается, что позволяет повысить точность измерения.