Устройство для измерения давления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 51 4 С 01 Ь 9/О САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВИДЕТЕПЬСТ ТОР СИО бственная частота 0 няется н ра 6 измину. Напр9 П, чоступает Бюл. Р 25 В. Г.Касьян В,Л.Сорокопу яжениерез фильтрна затворО изме 1. Переена измепряжени нератор 8.8)Пьеэорезонансные да ия, 1978 с. 20 слов последнег опротивле анзисовремен ия канала ием П . Од частотй ав нениеторано с действойкой п е идетельство СССР 01 Ь 9/08.23.12.82 огене между я сдвиг фа е автогене тора 1 изменяет атора кото сигналами на выхо1 и электродс 17фиксируется авток а величину лебательным иэ смесите 5. Изменяя е усилител ляют измен СТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕ кольй 13 составлен цом и 14 коле рител изме ме етение относится кхинке. Цель изобретдинамического диапдавлений и повышенирений. При изменении астоту 15 изм и усилителя аний на выхем 16, опре она емого да зм ОСУДАРСТВЕННЬ 1 Й НОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) УСТР НИЯ (57) Иэоб тельной т расайрени измерений ности изм 801408264 А 1 ряемого давления с настройки резонато определенную велич фазового детектора 10 нижних частот п транзистора 12. На нит частоту автогеИзобретение относится к измери,тельной технике и может быть использовано для измерения давления, силы и ускорения.Цель изобретения - расширение динамического диапазона измерений д авления при одновременном повышении точности измерений.На чертеже представлена структур-. 1 О ая схема устройства.Устройство содержит автогенератор 1, первый резонатор 2 с основными электродами 3 и 4, буферный усилитель 5, второй кварцевый резонатор 6 с 15 сновными электродами 7 и 8, фазовый етектор 9, Фипьтр 10 нижних частот, араметрический двухполюсник 11, полеой транзистор 12, первый 13 и второй14 смеоители, широкополосный усили ель 15 и измеритель 16,Оба резонатора выполнены в видензовых пьезоэлементов АТ-среза, в ентральной части которых нанесены сновные электроды в виде замочной кважины,. а дополнительные электроды 7-19 резонаторов представляют собой егменты, охватывающие кромки пьезолементов с двух сторон,Измеряемое давление прикладываетя к резонатору 6 под углом 50 к, си 7. резонатора, При выполнении того условия температурный коэффицинт силочувствительности резонатора авен нулю. 35Устройство работает следующим об)азом.При номинальном давлении Р авто- .генератор 1, в цепь обратной связи 0 которого включен резонатор 2 основными электродами 3 и 4, генерирует колебания с частотой ы которые через буферный усилитель 5 поступают 9 а резонатор 6 на его основные электроды 7 и 8 и возбуждают его, Сигнал .с электродов 7 и 19 резонатора 6 по 4 ается на входы фазового детектора 9, Ф выхода которого напряжение через ипьтр нижних частот поступает на затвор полевого транзистора 12. На 1 ходы автоколебательного кольца, состоящего из смесителей 13 и 14 и широкополосного усилителя 15, подаются. сигналы с частотой ы, и сдвигом фаз М, соответствующим номинальномуавлению Р . Измеряя частоту д колео 4ательного кольца измерителем 16, суЦят о величине давления Ро . При изменении измеряемого давления на величину Д Р собственная частота настройки резонатора б изменяется на величинуду, В первый момент автогенератор 1 генерирует колебания с частотои Я , при этом сигнал на электроде 19 получает приращение фа" зыд= Б дгде Б, - крутизна фазочастотной характеристики резонатора б.В этом случае на выходе фазовогодетектора 9. появляется напряжениеП , пропорциональное разности фазд, т,е.Пр( = Бд 9 = ББ дь)где Б - крутизна характеристики преобразования фазового детектора 9,Напряжение 0 через фильтр 10нижних частот поступает на затворполевого транзистора 12. НапряжениеП изменяет частоту автогенератора1" на такую величину Ьи чтобы свести сдвиг фаз д к нулю, т.е, автогенератор должен перестроиться на такую величину уф, чтобы выполнялосьусловиеьо д фо 0 дПерестройка автогенератора 1 обус".ловлена изменением сопротивленияканала полевого транзистора 12 поддействием напряжения 0 . Одновременно с перестройкой частоты автогенератора 1 изменяется и сдвиг фаз междусигналами на выходе автогенсратора иэлектроде 17 на величину д, котораяфиксируется автоколебательным кольцом составленным из смесителей 13и 14 и усилителя 15, Измеряя частотуколебаний на выходе усилителя 15 изме.рителем 1,6, можно определить изменетния измеряемого давления,В предлагаемом устройстве динамический диапазон определяется пределами перестройки автогенератора 1. Пределы перестройки кварцевого генератора составляютЛГ -г,=10 Х О у дГгде --- относительное изменение чаЕстоты автогенератора.Если учесть, что половина ширины пропускайия резонансной кривой кварцевого резонатора равна408264 ВСд = ,Формула изобретенияе Составитель В.ульяновТехред Л.Олийнык КорректорЛ.Пилипенко Редактор А.Коэоряз Тираж 847 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и.открытий 113035, Москва, Ж-Э 5, Раушская наб., д. 4(5Заказ 3301/43 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 где Г - резонансная частота резонатора;Ц - добротность резонатора, то выигрыш в динамическом диапазоне в данном устройстве равеньй 2)ДИдВ предлагаемом устройстве могут быть использованы резонаторы с высо кой добротностью, .что повышает точность измерений давления. Устройство для измерения давления, содержащее автогенератор, первый резонатор, буферный усилитель, соединен ный с выходом автогенератора, второй трехэлектродный резонатор, основные электроды которого подключены к выходу буферного усилителя и к общей шине,25 последовательно включенные два смесителя и широкополосный усилитель, вьг ход которого соединен с входом измерителя частоты, причем первый дополнительный электрод первого кварцевого резонатора подключен к первомувходу первого смесителя, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюрасширения динамического диапазонаизмерений давления при одновременномповышении точности измерений, допол-.нительно введены параметрический двухполюсник в виде полевого транзистораи последовательно соединенные фазовый детектор и фильтр нижних частот,а первый резонатор выполнен четырехэлектродньм, причем входы фазовогодетектора подключены соответственнок основному и дополнительному элект"родам второго кварцевого резонатора,а второй дополнительный электродпервого кварцевого резонатора подключен к общей шине через канал полевого транзистора, затвор которогосоединен с выходом фильтра нижнихчастот, к тому же первый вход второго смесителя соединен с выходом автогенератора.