Струнный электростатический измерительный преобразователь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ часто ви ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРУ 777390, кл, С 01 Ь 1/10, 1980.Авторское свидетельство СССР9 о 410268, кл. С 01 Ь 1/10, 1974,54) СТРУННЫЙ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ИЗТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬИзобретение может быть испольно для построения многоканальных котемпературных преобразователей ения, силы в частоту. Цель изобния - повышение надежности измеУстройство содержит струнывозбуждающие электроды 4-6, ком" тор 7, генератор 9, блок 1 О презования высокой частоты, вычиющий блок 11, реверсивный счетчик детектор 13 и усилитель 14 низкойты. Введение новых элементов и разование новых связей между элентами устройства позволяет осущест- с ть стабилизацию автоколебаний струн 3. 1 ил,МЕРИ (5) зова высо давл рете р енин 1-3, мута обра1307248 Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь- в зовано для построения многоканальных м высокотемпературных преобразователей т давления, силы в частоту. 5 пЦель изобретения - повышение на- с дежности измерений за счет стабилиза- и ции автоколебаний струны, бНа чертеже приведена схема струн- х ного электростатического преобразова О теля. ТУстройство состоит из струн 1-3, в механически связанных с исследуемым объектом, возбуждающих электродов 4" а 6, соединенных через коммутатор 7 и конденсатор 8 с частотозадающим кон- Т туром высокочастотного генератора 9, ч выход которого через блок 10 преобразования высокой частоты и вычитающий блок 11 соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика 12 ивходом частотного детектора 13, выход которого через усилитель 14 низкой частоты и резистор 15 соединен с конденсатором 8 и коммутатором 7Выходы реверсивного счетчика 12 соединены с соответствующими управляющими входами двоичного умножителя 16, основной выход которого через вычитающий блок 11 и элемент 2 ИЛИ 17 соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 121 а второй выход двоичного умножителя 16 через элемент задержки 18 подключен к второму входу элемента 2 ИЛИ 17. Частот ный вход двоичного умножителя 16 соединен с источником опорного сигналаи вторым входом блока 1 О преоб" разования высокой частоты.Устройство работает следующим об разом,где 55 Под действием измеряемой силы или давления изменяется резонансная частота струн 1"3. При подключении ком мутатора 7 к одному из электродов 4-6 изменения емкости между колеблющейся струной 1 и электродом 4 через разделительный конденсатор 8 воздей" ство на частотозадающий контур вы сокочастотного генератора 9, что приводит к частотной модуляции сигнала й(С) на выходе генератора 9. Сигнал Г(1) подается через блок 10 преобразования высокой частоты и вычитающий блок 11 на суммирующий вход реверсивного счетчика 12 и частотный детектор 3. 2При включении устройства или при оздействии сильных помех счетчик 12 ожет находиться в произвольном сос-. оянии (число Б(С) в счетчике имеет роизвольное значение) и значение игнала Г (г.) на основном выходе двочного умножителя может оказаться ольше значение сигнала Й;(С) на выоде генератора 9 высокой частоты, . (1) огда сигнал на положительном выходе ычитающего блока)=0, (2) на его отрицательном выходеГ (с) Х,(с)-Е(е), (3.) екущее значение числа Б(г.) в счетике определяется выражением д ( (л)(л))д/ (4)1и - число разрядовсчетчика;=о Б(й) - сигнал на первом выходе двоичного умножителя;Го 1 " опорный сигнал;й - сигнал на второмоявыходе двоичногоумножителя.Переписав (4) в операторной форме и разрешив относительно Й(Р), по- лучаем) 1+РТ (х(Р) о 2(Р) или, перейдя к оригиналу для установившегося режима с учетом (1),=о+с 1 (с)зп Ыс+Ф оу( где1А(,)= (у = агс С 8 УТ;1+(и,Т)Я =2 Мо; Т=2 /йщВ данном преобразователе Т должно выбираться из условияТ 1. (7) Тогда можно записать1(")"о о (8)Учитывая, что величина промежуточной частоты Е выбирается значительно больше частоты девиации Е(Г 11), можно заключить, что независимо от начального состояния М(о) счетчика, спустя время установления, частота Й(1) на выходе двоичного умножителя всегда меньше частоты Й(1) на выходегенератора 9.(14) Составитель В. ФедоровРедактор Т. Парфенова Техред И.Попович Корректор А, Обручар Заказ 1619/38 Тираж 777 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 13072Сигнал на положительном выходе вычитающего блокаЕ =Е-Е, (9) а на его отрицательном выходеЕ =О (1 О) Текущее значение числа Н(С) в счетчике в этом режиме также определяется выражением (4). Перейдя к операторной форме и разрешив (4) относительно Е 1(Р), получаем 10 или для установившегося режима записываемЕй=Ео +ЕдА(с)з 1.п(ц,1+Ч) (12 При выполнении условия (7)А (ы ) 1, ц) - ф О (15)ОС учетом (15) выражение (12) принима-,ет вид 30ы Е + Е зЕп (сд,С), (1 б)Из (1 б) видно, что постоянная составляющая сигнала на входе частотного детектора 13 является постоянной ве личиной. Она не зависит от несущей частоты Е, сигнала Е генератора 9 а определяется величиной Е Ф 48 4Формула изобретенияСтрунный электростатический измерительный преобразователь, содержащий струны и изолированные от них электроды, через коммутатор и конден, сатор соединенные с частотозадающим контуром генератора высокой частоты, частотный детектор, соединенный через усилитель низкой частоты и резистор с коммутатором, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения надежности измерений за счет стабилизации автоколебаний струны, в него введены последовательно соединенные блок преобразования высокой частоты, вычитающий блок, реверсивный счетчик, ,двоичный умножитель, элемент задержки, элемент 2 ИЛИ, а также источник опорного сигнала, причем выход генератора высокой частоты соединен с входом блока преобразования высокой частоты, к второму входу которого подключен источник опорного сигнала, соединенный с частотным входом двоич" ного умножителя, выход блока преобразования высокой частоты соединен с первым входом вычитающего блока, второй вход которого соединен с первым выходом двоичного умножителя, первый выход вычитающего блока соединен с входом частотного детектора и суммирующим входом реверсивного счетчика, второй выход через первый вход элемента 2 ИЛИ - с вычитающим входом реверсивного счетчика, а второй выход двоичного умножителя через элемент задержки подключен к второму входу элемента 2 ИЛИ.