Преобразователь давления

ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет л.е 601 1. 9/ осудерстееннын омнт Совете Мннистрае ССС по делам эобретенийи открытий(43) Оиубликовано 05.04,77, Бюллет (4 б) Дата опубликования описания нь 134,07.77 3) УДК 531 787(088 8 Н. В. Егоров и А. И. Иоффе 72) Авторы и зоб ретени 1) Заявит(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИ го кон- единеи сопержит азуклний Изобретение относится к приборостроению, в частности к датчикам давления.Известны емкостные датчики давления, у кото.рых преобразование перемещения упругого чувствительного элемента, воспринимающего давление, производится с помощью дифференциального кон.денсатора 1).Недостатком известных схем преобразования емкости в постоянный ток является их малая чувствительность. Причиной низкой чувствитель.ности преобразования является наличие в схеме сопротивлений, включаемых последовательно с сопротивлением, на котором формируется сигнал, пропорциональный разности токов разряда конденсаторов.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому устройству является емкостной дифференциальный датчик, в котором для повышения чувствительности в схему вводятся иидуктивности, настраиваемые в резонанс с емкостями дифференциального конденсатора 2. Недостатком устройств с резонансными контурами является увеличеиие по реипюсти из. заф нестабильностей иидуктивиостей и частоты напряжения иитаиия схемы. Цель изобретения - увеличение чувствительности и повышение точности измерения,Поставленная цель достигается тем, что преобразователь давления, содержащий упругий чувст.5 вительный элемент, дифференциальный кондеиса.тор, подвижный электрод которого жестко связан с чувствительным электродом, источник переменного тока и схему измерения емкостей дифференциального конденсатора, снабжен трансформатором с О двумя вторичными обмотками, первичная обмоткакоторого подключена к источнику переменного тока, резистором и четырьмя диодами, которые соединены между собой последовательно разноименными концами, образуя кольцевую схему, к а двум диагонально противоположным точкам кото.рой подсоединен резистор, а к двум другим - разноиолярные концы вторичных обмоток трап.сформатора, подключенных другими концами к неподвижным электродам дифференциально денсатора, подвижный электрод которого со с одним концом резистора, установленного в диагонале кольцевой схемы.На чертеже приведена принципиальная схемапредлагаемого устройства, Устройствоуирутий чувствительный элемент , преобр553500дФлещЮ ю перемецение, дифференциальный кон.денсатор 2, состоящий иэ двух неподвижных элек.тродов 3 и 4 н-подвижного электрода 5. Подвижныйэлектрод 5 жестко связан с упругим чувствительньм элементом ., через который он элейтрическисоепне с корпусомб. Неподвижные электродыустановлены на изоляторах 7 и 8 и электрическисоенняются с гермовыводами 9 и 10. Преобразователь содержит источник переменного тока 11 вы.сгной частоты, трансформатор 12, который имеет идве вторичнье обмотки с одинаковым числом вит.ев. Первичная обмотка трансформа,ора соединенае источником переменного тока 11. Схема преобра.зователя содержит четыре диода 13 - 1 бкоторыесоединяются между собой последовательно разноимепьми концами, образуя кольцевую схему. Ре.зистор 17 включен между диагонально противо.положными точками диодной кольцевой схемы.Вторичные обмотки трансформатора 12 подключены разнополярными концами к доднойгольцевой схеме и неподвижным электродом 3 и 4конденсатора.Подвижный электрод дифференциального конденсатора соединен с одпм кощом резистора 17,установленным в диагонали кольцевой диоднойсхемы. Неподвижнье электроды 3 и 4 и подвижныйэлектрод 5 образуют переменные конденсаторы 18и 19.На схеме обозначено:С, - С - емкости конденсаторов 18 и 19ЗОО; и О - напряжения во вторичных обмоткахтрансформатора 12.и 3 ьа - токи заряда соответственноыконденсаторов 1 Б и 19,3 ц 3 - токи разряда соответственноР 7 а.конденсаторов 18 и 19,Ов - выходное напряжение.Устройспо работает следующим образом,Когда давнеюя, действующие на упругийчувствительный элемент 1 с двух сторон, равны,емкости С, = С 1 = Со. При изменении давления(Р) упругий чувствительный элемент 1 прогибаетсяи емкост дифференциального конденсатора С, иС изменяатея на ЬС.С =С +.ьС; С =С -аС оь о В первую четверть положительной лолуволны напряжений О, и О, конденсаторы 18 и 19 заряжают. ся через диоды 13 и 14.Токи заряда конденсаторов 18 и 19 (1 и 1) протекают через сопротивлее 17 в разньх направлепяхПри этом выходое напряжение будето,-яи- вО =1.-16" . -, Я 1(1(цс) Ян+1(1(ос) 4Так как в ЯС 1 иь ВС1, то,приняв О=Опосле несложных преобразований, иэ в ыраже.ння (1) получимКонденсатор 18 через диоды 15 и 14, а кондея. сатор 19 через диоды 13 и 16 заряжаться не будут, так как диод 15 заперт отрицательной полярностью напряжения О, а диод 16 - положительной поляр. постыл напряжения О, .Остальные три четверти периода изменения напряжений О, и Ог ток через В не протекает. Конденсаторы 18 и 19 практически мгновенно раз ряжаются через диоды 16 и 15 и сопротивления обмоток трансформатора 12.Таким образом, величина выходного напря. жения устройства пропорциональна изменению емкостей дифференциального конденсатора и, следовательно, давление имеет однозначную поляр ность,Формула изобретенияПреобразователь давления, содержиций. упру.гий чувствительньй элемент, дифференциальныйконденсатор, подвижный электрод которого жест.ко связан с чувствительным элементом, источникпеременного тока и схему измерения емкостейдифференциального конденсатора, о т л и ч а ю.ц и й с я тем, что, с целью повышениячувствительности и точности, он снабжен трансрорматором с двумя вторичными обмотками, первичная обмотка которого подключена к источникупеременного тока, резистором и четырьмя диодами,которые соединены между собой последовательно,разноименными концами. образуя кольцевую схему, к двум диагонально противоположным точкамкоторой подсоединен резистор, а к двум другим -разнополярные концы вторичных обмоток транс.форматора, подключенных друтими концами к не.подвижным электродам дифференциального кон.денсатора подвижный электрод которого соединенс одним концом резистора, установленного в диагонаи" кольцевой схемы,Источники информации, принятые во вниманиепри экспертизе:1. Патент США У 3278919 кл. 340 в 2, 1972 г,2. Авторское свидетельство СССР Х 373657 кл,а 01 г 27/26 1975.)53500 Составитель О. Сафонов Техред С. БедаКорректор И. Гоксич Редактор Н. Вирко Заказ 190/38Тираж 1101 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ПП "Патент", г, Ужгород, уп. Проектная, 4