Термокоипенсированный преобразователь переменного давления

(23) ПриоритетОпубликовано 30,08,75, Бюллетень32Дата опубликования описания 08.12,75 19/00 51) М. Кл. Государственный комитет Совета Министров СССР(72) Автор изобретения М. Смотрицкий 71) Заявитель РМОКОМПЕНСИРОВАННЪЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ ПЕРЕМЕННОГО ДАВЛЕНИЯ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения переменных давлений туннельным диодом.Известен термокомпенсированный преобразователь переменного давления, содержащий генератор прямоугольных импульсов напряжения, соединенный с источником питания, два туннельных диода и измеритель выходного напряжения.Однако такой преобразователь имеет недостаточную точность измерения переменного давления при работе в диапазоне давлений из-за связи чувствительности перобразователя давления с его диапазоном измерения,При этом чувствительность необходимо выбирать по наибольшему статическому и переменному давлению вместе взятым, а не только по переменному давлению. Ограниченная чувствительность и определяет недостаточную точность измерения, Для расширенного диапазона измерения давления (статического и переменного) требуется значительное различие в пиковых токах туннельных диодов, а для полной температурной компенсации необходимо, чтобы температурные коэффициенты пикового тока каждого из туннельных дио дов были обратно пропорциональны их величине.При одновременном изготовлении туннельных диодов их температурные коэффициенты близки, а специальный отбор туннельных диодов, изготовленных в разных партиях, требует дополнительного расхода времени и средств, в противном случае наблюдается неполная температурная компенсация, что дает дополнительную погрешность измерения при работе в диапазоне температур. Все это ограничивает применение известного преобразова теля при работе в диапазоне температур.Цель изобретения - повышение точностиизмерения переменного давления.Это достигается тем, что в предлагаемомпреобразователе туннельные диоды включены 15 в два идентичных канала, каждый из которых содержит два ключа, причем управляющий вход первого ключа первого канала связан с управляющим входом второго ключа второго канала и с выходом генератора пря моугольных импульсов. Выходы упомянутыхключей через резисторы соединены с измерительным прибором, параллельно которому подключены также два конденсатора, Кроме того, в каждом канале туннельный диод под соединен параллельно первому ключу, выходкоторого соединен через усилитель с управляющим входом второго ключа, выходом связанного с источником питания непосредственно, а через диод - с измерительным прибо ром.На чертеже показан термокомпенсированный преобразователь переменного давления на туннельных диодах.Преобразователь содержит два идентичныхканала 1 и 2, генератор 3 периодических прямоугольных импульсов напряжения, два туннельных диода 4 4 ь источник 5 питания, измерительный прибор 6. Каждый канал имеет по два ключа 7 8, (7, 8) резистор 91 (9), усилитель 101 (10), конденсатор 11, (11,), диод 12 (12,). Напряжение питания генератора 3 и усилителя 10, подается с выхода Е источника 5 питания.Работа преобразователя переменного давления по обоим туннельным диодам и идентичным каналам совершается одинаково, В начале каждого цикла туннельные диоды находятся в состоянии низкого напряжения, ключи закрыты, т, е. находятся в непроводящем состоянии.Ток 1(1) через диоды 12, (12) дозаряжают конденсаторы, одновременно с этим растет ток, протекающий через резисторы. Когда этот ток достигает величины пикового тока туннельных диодов, диод 4 переключается в состояние высокого напряжения, при этом благодаря усилителям открываются ключи 8, (8) и прекращается нарастание токов 1 ( и )Туннельные диоды находятся в состоянии высокого напряжения вплоть до прихода импульса от генератора, открывающего ключи. При этом шунтируются туннельные диоды, которые переключаются в состояние низкого напряжения и ключи 8, (8) закрываются. Ключи 7, (7) закрываются после окончания импульса, и далее цикл повторяется. Характеристика типа усилителя такова, что когда туннельный диод находится в состоянии низкого напряжения, влияние входного сопротивления усилителя на туннельный диод отсутствует.Нарастание токов 1(1, ) происходит с постоянной заряда, ориентировочно определяемой сопротивлением источника питающего тока и емкостью конденсаторов. Выходное напряжение равно разности напряжений на конденсаторах обоих каналов, каждое из которых пропорционально пиковым токам туннельных диодов и величинам сопротивлений постоянных резисторов 91 (9) и не зависит ни от изменений э.д.с. источника питающего тока, ни от изменений скорости нарастания его в пределах быстродействия ключей 81 (8), диодов 121 (12) и туннельных диодов.5 о 15 20 5 зо 35 40 45 50 55 Отсутствие искажений при измерении переменного давления обеспечивается разрядом конденсаторов, когда туннельные диоды находятся в состоянии высокого напряжения. Разряд осуществляется через резисторы 9, (9) и измеритель 6, а при необходимости - через дополнительные резисторы, включенные параллельно резисторам 9 (9).Чувствительность преобразователя к давлению (его коэффициент преобразования) при одном и том же туннельном диоде определяется сопротивлением резисторов (зависимость прямо пропорциональная). Выбор и изменение предела измерения давления по статическому давлению осуществляется изменением постоянного тока смещения 1 см (см) туннельных диодах, причем ток смещения меньше пикового тока туннельного диода.При отсутствии тока смещения предел измерения давления наибольший и определяется лишь характеристиками примененного туннельного диода. Изменение пределов измерения давления и чувствительности осуществляется различными элементами устройства и независимо друг от друга. При изменении температуры выходное напряжение, измеряемое прибором 6, изменяется незначительно, тем самым обеспечивается температурная компенсация устройства. Предмет изобретенияТермокомпенсиров анны й преобразователь переменного давления, содержащий генератор прямоугольных импульсов напряжения, соединенный с источником питания, два туннельных диода и измеритель выходного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения переменного давления, туннельные диоды включены в два идентичных канала, каждый из которых содержит два ключа, причем управляющий вход первого ключа первого канала связан с управляющим входом второго ключа второго канала и с выходом генератора прямоугольных импульсов, а выходы упомянутых ключей через резисторы соединены с измерительным прибором, параллельно которому подключены также два конденсатора, кроме того, в каждом канале туннельный диод подсоединен параллельно первому ключу, выход которого соединен через усилитель с управляющим входом второго ключа, выходом связанного с источником питания непосредственно, а через диод - с измерительным прибором.ПодписиССР Заказ 2941/10Ц 1-1 ИИП ография, пр. Сапунова, 2 Изд. М 1748осударственного ком по делам изобрет3035, Москва, Ж,Тираж 902тета Совета Миннстий и открытийаушская наб., д. 4/5