Датчик давления и температуры

. (19) Г 1) 4(51) С 01 Ь 9 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Харьковский ордена Ленина авиационный институт им. Н.Е,Жуковского(54) (57) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУ"РЫ по авт.св. )11068750, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности измерения за счетобеспечения линейности и повышениякрутизны характеристики преобразования, в него дополнительно введенытретийсмеситель и два управляемыхумножителя частоты, управляющий входкаждого из которых подключен к входусоответствующего управляемого кварцевого генератора, выход которогосоединен через управляемый умножительчастоты с входами двух соответствующих смесителей.Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, может быть использовано для одновременного измерения давления и температуры,По основному авт,св. Р 1068750 известен датчик давления и температу ры, содержащий первичный преобразователь с двумя пьезорезонаторами, расположенными на упругом элементе, каждый из которых подключен через последовательно соединенные автогенератор и смеситель к входу фазового детектора, выход которого подключен через фильтр низкой частоты к входам двух усилителей, выход каждого из которых через управляемый кварцевый 15 генератор подключен к вторым входам соответствующих смесителей 1. 1 О Однако зто устройство характеризуется недостаточной точностью иэ- О)мерения, так как для обеспеченияработы устройства во всем диапазонеизменений давления требуется введение в управляемые кварцевые генераторы дополнительных элементов,ухудшающих линейность и крутизнухарактеристики преобразования.Цель изобретения - повышениеточности измеренияза счет обеспечения линейности и повышения крутизныхарактеристики преобразования, ЗОПоставленная цель достигаетсятем, что в датчик давления и температуры, содержащий первичный преобразователь с двумя пьезорезонаторами, расположенными на упругом элементе, каждый из которых подключенчерез последовательно соединенныеавтогенератор и смеситель к входуфазового детектора, выход которогоподключен через фильтр низкой часто Оты к входам двух усилителей, выходкаждого из которых через управляемый кварцевый генератор подключенк вторым входам соответствующих смесителей, дополнительно введены третий смеситель и два управляемыхумножителя частоты, управляющий входкаждого из которых подключен к входу соответствующего управляемогокварцевого генератора, выход которого соединен через управляемый умно.житель частоты с входами двух соответствчощих смесителей.На чертеже представлена блоксхема датчика давления и температуРые 55Датчик давления и температурысодержит первичный преобразователь1 с двумя пьезореэонаторами 2 и 3,расположенными на упругом элементеиподключенными к двум автогенера Оторам 4 и 5, три смесителя 6,7 и 8,последовательно соединенные фазовыйдетектор 9 и фильтр 10 низкой частоты, нагруженный на усилители 11и 12, подключенные к управляющим . 65 Чвходам управляемых кварцевых генераторов 13 и 14 и управляемых умножителей 15 и 16 частоты, причем вхо".ды умножителей 15 и 16 частотысвязаныс выходами управляемыхкварцевых генераторов 13 и 14,выход первого умножителя 15 подключен ко второму входу первого смесителя 6 и первому входу третьегосмесителя 8, а выход второго умножителя 16 нагружен на вторые входывторого и третьего смесителей 7и 8 соответственно,Устройство работает следующимобразом.При воздействии давления и температуры на преобразОватель 1 изменяются резонансные частоты пьезорезонаторов 2 и 3, подключенныхв схему автогенераторов 6 и 7,изменяя их частоты Е ки Е 2 в соответствии с системой уравненийвида1=2 -К Р+К Т112 О 2 2 Р . 2 тгде Г , 12 - начальные частотысигналов автогенераторов 4 и 5;К ,К т - частотные коэффициенты температуРной чувствительности пьезорезонаторов 2 и 3К 2 Р,К 2 - частотные коэффициенты чувствительности пьезорезонаторов 2 и 3 по давлению;Р - давление;т - температура,Пьезорезонаторы 2 и 3 размещеныНа упругом элементе таким образом,что они имеют одинаковые величиныи знаки коэффициентов температурнойчувствительности и различные познаку коэффициенты чувствительностипо давлению.Каждая из цепей двухкольцевойсистемы фазовой подстройки частотыдатчика содержит последовательносоединенные усилитель, управляемыйкварцевый генератор, управляемыйумножитель частоты и замыкаетсяна сОответствующий смеситель,первый вход которого подключен к соответствующему автогенератору,Привхождении системы подстройки частоты в режим синхронизма обеспечивается решение системы уравнений (1) относительно информационных параметров. При этом с выходасмесителя 8 снимается сигнал, пропорциональный давлению, а с выходаодного иэ смесителей 6 или 7 сигнал, пропорциональный Фемператутуре.Эакаэ 10513/31 Тираж 898 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Й, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 Введение умножителей 15 и 16позволяет уменьшить диапазоны перестройки генераторов 13 и 14 пропорционально соответствующим коэффициентам умножения.Это в свою очередь позволяет устранить нестабиль ность работы генераторов 13 и 14 и обеспечить более высокую лннейность характеристики их преобразования, а следовательно, и точность подстройки частоты и точность работы 10 устройства в целом. Введение третьего смесителя позволяет в два раза повысить крутизну характеристики, преобразования датчика по давлению. В результате чего в любой точке диапазона измеряемого давления в два раза повышается отношение информационного приращения частоты дЕ(Р) к погрешности нуля д 1 датчика, а следовательно, его точность и разрешающая способность.