Устройство для измерения давления

(51)5 б 01 1. 11/00 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ У СВИДЕТЕЛЬСТВ К АВТОРС 38технический С. И. О институт обецкий 211828,ДЛЯ И ЕРЕ носится кповысить а счет ком ости. Для э змерительну овода 10 и приборо- точность пенсации ого в устю камеру1, мембГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение отстроению и позволяетизмерений давления зтемпературной погрешнройстве; содержащем и1, два волоконных свет рану 4 с выступами, источник питания 9, источник излучения 8 и фотоприемное устройство, последнее содержит два реактивных МДП-фототранзистора 12 и 13, СВЧ-генератор 17, три СВЧ-линии 14, 15 и 16 и регистрирующее устройство 18, выполненное в виде измерителя фазового сдвига и амплитуды СВЧ-сигнала. Измеряемое давление преобразуется в изменение интенсивности оптического излучения, проходящего . через световод 10, которое в фотоприемном устройстве преобразуется в фазовый сдвиг СВЧ-сигнала. Температурная погрешность компенсируется благодаря разным знакам фазового сдвига сигналов, создаваемого фототранзисторами 12 и 13 совместно с СВЧ-линиями 14 - 16. 1 з.п, ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения давления газа в диапазоне 10- 10 Па, в частности в источниках электронов тлеющего разряда с анодной плазмой.Цель изобретения - повышение точности измерений за счет компенсации температурной погрешности.На чертеже показана схема устройства.Устройство для измерения давления содержит измерительную камеру 1 с отверстием 2 для ввода измеряемой среды, опорный элемент 3 с выступами, мембрану 4 с выступами, отверстия 5 и 6, сквозное отверстие 7, источник 8 излучения, источник 9 питания, первый 10 и второй 11 волоконные световоды, первый 12 и второй 13 реактивные МДП-фототранзисторы, входную 14 и выходную 15 линии, линию согласования 16, СВЧ генератор 17, регистрирующее устройство 18 и уплотняющие прокладки 19.Первичным измерительным преобразователем является первый волоконный световод 1 О, который деформируется вследствие перемещения мембраны 4 с выступами. Волоконные световоды 10 и 11 помещаются в измерительную камеру 1 через отверстия 5 и 6 в боковых стенках опорного элемента 3 и закрепляются в них герметичными уплотняющими прокладками 19. Мембрана 4 с выступами закреплена на опорном элементе 3, причем выступы мембраны 4 контактируют с первым волоконным световодом 10. Входные концы первого 10 и второго 11 волоконных световодов оптически связаны с источником 8 излучения, который подключен к источнику 9 питания,Выход генератора 17 подключен к первому концу входной линии 14, второй конец которой подключен к стоку первого реактивного МДП-фототранзистора 2, исток и затвор которого подключены к первым концам выходной линии 15 и линии 16 согласования. Первый реактивный МДП-фото- транзистор 12 оптически связан с выходным концом первого волоконного световода 10. Второй конец линии 16 согласования подключен к стоку второго реактивного МДП- фототранзистора 13, исток и затвор которого подключены к обшей шине. Второй конец выходной линии 15 подключен к регистрирующему устройству 18. Второй реактивный МДП-фототранзистор 13 оптически связан с выходным концом второго волоконного световода 11, который проходит вдоль сквозного отверстия 7 в выступах опорного элемента 3.Для обратимости механических деформаций первого световода 10 он должен быть жестко закреплен в отверстиях 7 опорного элемента 3 путем герметичной установки уплотняющих прокладок 19.Устройство для измерения давления работает следующим образом, Реактивные МДП-фототранзисторы 12 и 13 рабтают в режиме высокочастотного смещения (цепи питания по постоянному току и напряжению отсутствуют). Они включены в тракт распространения СВЧ сигнала. Под действием оптического излучения изменяется их реактивное сопротивление, что в рассматриваемой схеме их включения позволяет преобразовать интенсивность излучения в фазовый сдвиг сигналов. Начальный фазовый сдвиг на входе регистрирующего устройства 18, вызванный различной интенсивностью излучения на выходах первого и второго волоконных световодов 10 и 11, устраняется выбором длины и волнового сопротивления 15 линии 16 согласования. Изменение давленияв измерительной камере 1 вызывает изменение прогиба мембраны 4, следствием чего является изменение деформации первого волоконного световода 10 на выступах опорного элемента 3 и мембраны 4. Это приводит к изменению интенсивности прошедшего через световод 10 излучения и соответствующему фазовому сдвигу на входе регистрирующего устройства 18.С изменением температуры происходит 25 одновременное изменение интенсивностей излучения на выходах первого 10 и второго 11 волоконных световодов, что приводит к дополнительному изменению эквивалентной емкости первого реактивного МДП-фото- транзистора 12 и эквивалентной индуктив ности второго реактивного МДП-фототранзистора 13, следствием чего является взаимная компенсация термозависимых приращений положительного и отрицательного фазовых сдвигов и неизменность сигнала на входе регистрирующего устройства 18. ЖИзменение реактивности МДП-фототранзистора 12, обусловленное изменением измеряемого давления, приводит к изменению не только фазового сдвига, но и ампли туды сигнала на входе регистрирующегоустройства 18. Это позволяет контролировать давление по двум параметрам: фазе и амплитуде СВЧ-колебаний, что повышает достоверность измерений.Благодаря выполнению фотоприемного 45 устройства на реактивных МДП-фототранзисторах, работающих с СВЧ-смешением, при отсутствии постоянного напряжения, улучшается его чувствительность. Это облегчает осуществление дистанционного контроля измерительной камеры при использова нии волоконно-оптической линии связи. формула изобретения1. Устройство для измерения давления,содержащее измерительную камеру, в ко торой размещены два волоконных световодаи мембрана с выступами, источник питания, источник излучения и фотоприемное устройство, причем одна из внутренних1599683 Составитель И. СумцовРедактор М. Недолуженко ТехредА. Кравчук Корректор И. МускаЗаказ 3135 Тираж 460 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 45Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 О 1 поверхностей измерительной камеры выполнена в виде опорного элемента с выступами, на которых, в контакте с выступами мембраны размещен первый волоконный световод, входные концы волоконных световодов оптически связаны с источником излучения, подключенным к источнику питания, а выходные концы волоконных световодов оптически связаны с фотоприемным устройством, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерении за счет коми 10 пенсации температурной погрешности, в нем второй волоконный световод установлен в выполненном в выступах опорного элемента, параллельно первому волоконному световоду сквозном отверстии, а фотоприемное уст В ройство в нем содержит два реактивных МДП-фототра нзистора, СВЧ-генератор, входную и выходную СВЧ-линии, СВЧ-линию согласования и регистрирующее устройство в виде измерителя фазового сдвига и амплитуды СВЧ-сигнала, причем генератор через входную линию связан со стоком первого фототранзистора, исток и затвор которо-го соединены между собой и подключены к первым концам линии согласования и выходной линии, к второму концу линии согласования подключен сток второго фото- транзистора, исток и затвор которого соединены между собой и подключены к общей шине генератора и регистрирующего устройства, подключенного к второму концу выходной линии, а первый и второй фото- транзисторы оптически связаны с выходными концами, соответственно первого и второго волоконных световодов.2, Устройство по и. 1, отличающееся тем, что в нем волоконные световоды жестко закреплены в стенках измерительной камеры посредством герметичных прокладок.