Измеритель давления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 28 51 1 Ь 11 00 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ЗСГъщ ,Е ИЗОБРЕТЕНИ И К АВТОРСИО(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относит ке и вычислительной техн ти- ФЮЩ к авт и мож Х 6 3808712/ 18-1031,10.8430.08.86. Бюл.Институт элект(56) Заявка Великобкл, С 01 Ь 1/24, опПатент США У 436кл, 6 01 Ь 9/00, опЗаявка Франции Укл. С 01 Ь 13/02, о быть использовано в системах контроля давления с полной гальванической развязкой объекта и регистратора, Цель изобретения - повышение эффективности компенсации колебаний уровня оптического излучения. Выходной сигнал компаратора 14 управляет работой ключевой схемы 10, включенной на пути прохождения сигнала от Фотоприемника 9 до входа диФференциального усилителя 12. Интегратор 11 осуществляет усреднение сигнала на выходе ключевой схемы 10, Измеритель 15 временных интервалов определяет длительность импульса, по которой регистр 16 выводит инормацию о величине давления, действуей на датчик 2. 1 ил,125 Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и может бытьиспользовано в системах контроля давления с полной гальванической развязкой объекта и регистратора.Цель изобретения - повышение эффективности компенсации колебаний уровняоптического излучения.На чертеже приведена схема устройства.В измерителе давления источник 1оптического излучения и датчик 2 свя"заны оптически последовательно. Датчик состоит из чувствительного элемента 3, двулучепреломляющей призмы4, анизотропных кристаллов 5 и 6,двулучепреломляющей призмы 7. На пути,одного из выходных лучей датчика 2установлен первый Фотоприемник 8, напути другого - второй Фотоприемник 9.Фотоприемник 9 через ключевую схему10 и интегратор 11 связан с вторымвходом дифференциального усилителя12. Генератор 13 пилообразного напряжения подключен к входу компаратора14. Первый вход компаратора 14 связанс выходом дифференциального усилителя12, а выход " с входом измерителя 15временных интервалов. Регистратор 16подключен к выходу измерителя 15 временных интервалов,В конкретном исполнении источникоптического излучения 1 - выпускаемыйпромьппленностью лазер ЛГ, Фотоприемники 8 и 9 - ФД 21 КП, интегратор11 выполнен на операционном усилителеК 14 ОУД 7 ключевая схема 10 - на двухзатворном полевом транзисторе КП 350 А,дифференциальный усилитель 12 - К 140УД 8, генератор пилообразного напряже-ния состоит из генератора прямоугольного сигнала на микросхемах 155 сериии интегрирующей цепи, измеритель 15временных интервалов состоит из генератора тактовых импульсов, схемы И исчетчика, регистратор 16 - АЛС 321 сдешифратором 514 ИД 2. Датчик 2 выполнен в виде двух последовательно оптически связанных анизотропных кристаллов со взаимно ортогональной ориентацией оптических осей, расположенныхмежду двумя двулучепреломляющими призмами со скрещенными осями поляризации, при этом выходные лучи второйдвулучепреломляющей призмы являютсявыходами датчика. Анизотропные кристаллы ниобата лития 5 и 6 и двулученреломляющие призмы (призмы Глана) 4и 7 связаны последовательно. оптичес 4328 2ки, Чувствительный элемент 3 механически связан с аниэотропным кристаллом 6.В исходном состоянии разность хода 5между компонентами оцтического излучения со взаимно ортогональной поляризацией на выходе датчика равна нулю, поскольку датчик содержит двакристалла, оптические оси которых поо10 вернуты на угол 90 один относительно другого.Изменение давления Р через чувствительный элемент 3 прикладывается ккристаллу 6 датчика 2, деФормируякристалл 6. Разность хода оптическихлучей со взаимно ортогональной поля"ризацией приводит к изменению интенсивностей оптических сигналов на выходах второй двулученреломляющей прио змы 7. Сигналы на выходах Фотоприемников 8 и 9 пропорциональны интенсивности оптического излучения на выхо"дах пРизмы 7 у Б, в " Оу 58, 1 д(1- ы 2 Я/), И - 0,58 1 (1 2 - вхп 2 Щ), где 8 и 8, крутизнапреобразования фотоприемников. Сигналпервого фотоприемника 8 подается наодин иэ входов дифференциального усилителя 12 непосредственно, сигнал зо второго фотоприемчика 9 подается надругой вход дифференциального усилителя 12 через последовательно соединенные ключевую схему 10 и интегратор11. Ключевая схема 10 управляетсясигналом компаратора 14, На одном извходов компаратора 14 действует пилообразное напряжение 0, на другом "выходное напряжение дифференциальногоусилителя Бд . В моменты времени, когда мгновенное значение пилообразного 4 О напряжения меньше выходного сигналадифференциального усилителя, сигнална выходе компаратора 14 равен нулю,в остальные моменты времени на выходекомпаратора 14 сохраняется постоянный 45уровень 0. Таким образом, сигнална выходе компаратора имеет вид импульсов с длительностью= Б ТЯдч ПФгде Ц - уровень пилообразного напряжения, Т - период пилообразного нап О ряжения. Выходной сигнал компаратора14 управляет работой ключевой схемы10, включенной на пути прохождениясигнала от второго Фотоприемника 9 довхода дифференциального усилителя 12,Тем самым сигнал второго Фотоприемника 9 преобразуется в импульсы длительностью, периодом Т и уровнем О,Интегратор 11 осуществляет усреднейиеСоставитель Е.ПруцковТехред Л.Сердюкова Корректор Л.Патай Редактор А.Гулько Заказ 47 11/45 Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 1254 сигнала на выходе ключевой схемы 10 по по периоду ТУ, = 0,50 дБ 1,(1 - з 1 п 2 Пь/)/Б На одном из входов дифференциального усилителя 12 действует сигнал первого 5 фотоприемника 8, а на другом - сигнал У, . Сигнал на выходе дифференциального усилителя 12Пд(П(р, Псо )где о- коэффициент усиления диффе ренциального усилителя 12,При достаточно большом коэффициенте усиления дифференциального усилителя МУУи сигнал на выходе дифференциального усилителя удовлетворяет 15 соотношению Пч 14Пдд2При этом длительность импульсов навыходе комнаратора 1420 дч й1ТБ,(1 - соз 25/Ь)Б (1 - ззп 2 нл/Я )25 Иэ последнего соотношения видно, что длительность импульсасодержит информацию о наведенной давлением разности хода 6, причем при достаточно большом коэффициенте усиления дифференциального усилителя 7 не зависит от интенсивности оптического излучения на входе датчика 1, . Измеритель временных интервалов 15 определяет длительность импульса Г, по которой 328 4регистратор 16 выводит информацию о величине давления Р, действующей на датчик,Формула изобретения Измеритель давления, содержащий источник оптического излучения, связанный с оптическим датчиком, один из выходов которого соединен с первым фотоприемником, подключенным к первому входу дифференциального усилителя, второй фотоприемник, выход которого связан с вторым входом дифференциального усилителя, а вход - с вторым выходом датчика, и регистратор, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности компенсации колебаний уровня оптического излучения, в него введены ключевая схема, интегратор, компаратор, генератор пилообразного напряжения И измеритель временных интервалов, при этом управляющий вход ключевой схемы подключен к выходу компаратора, один вход которого связан с выходом дифференциального усилителя, другой - с генератором пилообразного напряжения, а выход компаратора через измеритель временных интервалов соединен с регистратором, причем с вторым входом дифференциального усилителя выход второго фотоприемника связан через последовательно включенные ключевую схему и интегратор.