Терморезонансный преобразователь

(19) К 19/02//С 01 К 19 ГОСУДАРСТВ ПО ДЕЛАМ И 3,У К АВТОРСН СВИДЕТЕЛ стильство СССР02, 1981,Й ПРЕОБРА 4896, о. т, -а в эле НЫЙ НОМИТЕТ СССРОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬЙИ ОПИСАНИЕ ИЗОБР:(22) 30.08.82 (46) 30.0684. Бюл. Р 24 (72) А.В.Косых (71) Омский политехничес тут (53) 621.317.7(088.8) (56) 1. Авторское свидет У 1004896, кл. 0 01 В 19 (54)(57) ТЕРМОРЕЗОНАНСНЗОВМЕЛЬ по авт.св, У 10 01100572 а ю ш и й с я тем, что, с повышения быстродействия, в введены второй автогенератор, . аммируемый Функциональный преователь и сумматор, при этом второго автогенератора соедицельным электродом возбуждеа выход через программируемый иональный преобразователь - свходом сумматора, второй вход рого подключен к входной шине, од - к второму сегментному роду личцельюнегопрогробравходнен сния,.ФункцпервымИзобретение относится к электроизмерениям и может быть использовано для измерения действующего значения электрических сигналов,По авт.св, Р 1004896 известентерморезонансный преобразователь,содержащий пьезокварцевую пластину,на одну сторону которой нанесенцельный электрод возбуждения, а на,другую - два электрода возбуждения в Форме сегментов, образованных дугами окружности, проведеннойиз центра пьезокварцевой пластины,и двумя параллельными хордами,а также узкая резистивная полоска, соединяющая между собой сегментныеэлектроды, 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 изменениячастоты, соответствующие изменениям эффективного тока, определяются двумя составляющими, имеющимиразличные постоянные времени - составляющей, обусловленной механическими напряжениями, и другой составляющей, определяемой изменением интегральной температурой пьезокварцевой пластины в соответствиис температурно-частотной характеристикой (ТЧХ).Цель изобретения - повышение быстродействия,Поставленная цель достигаетсятем. что в терморезонансный преобразователь дополнительно введенывторой автогенератор, программируемый функциональный преобразовательи сумматор, при этом вход второгоавтогенератора соединен с цельнымэлектродом возбуждения, а выход че".рез программируемый функциональныйпреобразователь - с йервым входомсумматора, 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 сег" . ментные электроды 3 и 4, первый сегментный электрод 3 соединен с общей шиной непосредственно, второй 4 через блокировочный конденсатор 6, через резистивную полоску 5, а авто- генератор 8 - на частоте температурно-чувствительной ангармоники, время установления которой совпадает свременем установления теплового рав-,новесия, Программируемый функцио 50нальный преобразователь 9 преобразует частоту ангармоники в электричес-,кий сигнал, Он программируется та-ким образом, чтобы для любого значения измеряемого сигнала осуществлялась компенсация влияния изменениясредней температуры пьезокварцевойпластины 1, что выполняется, еслизакон функционального преобразования близок к ТЧХ основного колебания,60Преобразованный электрическийсигнал в сумматоре 10 алгебраически суммируется с входным сигналом,а.сумматорный сигнал подается на65 резистивную полоску 5. При соответ 1 О 15 20 25303540 цельный электрод - с входом первогоавтогенератора 7, В термореэонансныйпреобразователь дополнительно введены второй автогенератор 8, входкоторого соединен с цельным электродом 2 возбуждения, программируемый Функциональный преобразователь 9 исумматор 10, при этом выход второгоавтогенератора 8 через программируемый функциональный преобразователь 9 соединен с первым входом сумматора10, второй вход которого подключенвходной шине, а выход - к второму сегментному электроду 4.Преобразователь работает следующим образом,Протекание тока через резистивнуюполоску 5 вызывает локальный нагрев пьезокварцевой пластины 1, который обуславливает возникновение поверхностного градиента температуры исоответственно 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 протекающегочерез нее тока. Переходный процессустановления сигнала этой частоты при переходных процессах входного сигнала имеет быструю составляющую, определяемую временем установления механических напряжений, и медленную, определяемую временем установления теплового равновесия междупьезокварцевой пластиной 1 и окружающей средой, Пьеэокварцевая пластина 1 имеет частоту ангармоники,определяемую средней ее температурой,Таким образом, автогенератор 7работает на основной частоте колебаний, пропорциональной эффективному значению тока, протекающему1100572 Составитель А.ПучковскийТехред Ж.КастелевйчКорректор О Билак Редактор П.Макаревич Заказ 457 б/35 Тираж 711 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-З 5, Раушская наб., д. 4/5Филиал 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 .ки меняется знак обратной связи, что и обеспечивает компенсацию влияния изменения средней температуры пьезокварцевой пластины, а следовательно, и медленной составляющей 10 переходного процесса выходной частоты.Преимушеством предлагаемого преОбразователя является то, что в нем автоматически устраняется влияниеокружающей температуры, чтоозволяет повысить точность преобразования, Пьезокварцевая пластина преобразователя может, например, бЫтьпластиной АТ-среза с .основным колебанием 5 мГц по третьей механическойгармонике и частотой термочувствительных контурных колебаний 280 кГц,Диаметр пластины 1-14 мм, размеррезистивной полоски 5 2 х 0,5 мм,отношение поверхности пластины кповерхности резистивной полоски 150.Быстродействие повышается в15-20 раз.