Устройство для измерения давления

Союз Советскик Социалистических Республик(22) Заявлено 160779 (21) 2804659/18-10с присоединением заявки Йо(51)М. Кл,з а 0111/00 6 01 0 7/02 Государстаеинай комитет СССР оо делам изобретений и откратий(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ Изабцетение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления в условиях повышенных температур, а также при не обходимости независимого одновременного измерения давления и температуры среды.Известно устройство, содержащее основной и дополнительный полупровод- . никовые тензорезисторы, установленные параллельно друг другу и закрепленные в одной точке 11. Недостауками этого устройства явля-. ются невысокая точность и невозмож 15 ность раздельного измерения одновре- менно действующих давления и темпера- туры 20Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее источник оптического когерентного излучении, световолокониый чувствительный элеьв.нт, опорный световод, фотодетектор и блок обработки данных 23Недостатком известного устройства является зависимость точности измерения даФуФт.пвлияния температуры. ЗО Цель изобретения - повышение точности измерения давления в условиях температурных возмуцений.Указанная цель достигается тем, что в,него введены дополнительные фотодетектор и световолоконный чувствительный элемент, имеющий фотоупругую и термическую константы, отличные от соответствующих констант первого световолоконного чувствительного элемента, и оптически связанный входом с источником излучения, а выходом - с опорным световодом и дополнительным Фотодетектором.На чертеже изображена схема предлагаемого .устройства.Устройство содержит источник 1 оптического когерентного излучения, световолоконный чувствительный элемент 2, имеющий эффективную фотоупругую С" и термическую Ся константы, дополнительный световолоконный чувствительный элемент 3, имеющий эффективную Фотоупругуо константу С и термическую С, опорный световод 4,2.элемент 5 внесения частотного сдвига в опорный сигнал, основной Фотодетектор 6, дополнительный фотодетектор 7 и блок 8 обработки данных.20 ЗО 35 40 Световолоконные чувствительныеэлементы 2 и 3 представляют собой,например, безкаркасные цилиндрические катушки, изготовленные из световолокон равной длины и помещенные в контролируемую среду 9. Световолокна 2 и 3 и световод 4 по входу оптически связаны с источником. 1 излучения, а по выходу световолокно 2 и световод 4 оптически связаны с фотодетектором б, а световолокно 3 и световод 4 - с фотодетектором 7. Выходы Фотодетекторов 6 и 7 соединены с блоком 8 обработки данных.Блок 8 обработки содержит схемы 10 и 11 преобразования сигналов фотодетекторов, линейные усилители 12-15, а также дифференциальные усилители 16 и 17 с Фиксированными значениями коэффициентов усиления. Вход схемы 10 преобразования соединен с выходом фотодетектора 6, а выход - с входамилинейных усилителей 12 и,13. Входсхемы преобразования 11 соединен свыходом Фотодетектора 7, а выход -с входами линейных усилителей 14 и 15. Выход линейного усилителя 12 соединен с инвертирующим входом дифференциальяого усилителя 17, а выход ли-нейного усилителя 15 соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя 17. Выход линейного усилителя 13 соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя 16, а выход линейного усилителя 14 соединен с его инвертирующим входом,Коэффициент усиления линейного усилителя 12 равен КС", линейного усилителя 13 - КС , линейного усили1теля 14 - КС 1,.линейного усилителя 15 - КО, а коэффициенты умножения дифференциальных усилителей 16 и 17 равны К(С С-С" С), где К - постоянный коэффициент.Устройство работает следующим образом. Излучение источника 1, проходя через световолоконные чувствительные элементы 2 и 3, а.также через опорный световод 4, приводит к появлению на Фотодетекторах 6 и 7 сигналов, пропорциональных изменениям коэффициентов преломления световолокон 2 и 3, вызванных воздействием на иих давления и температуры контролируеглой среды.Соответствующие абсолютные изменения коэффициентов преломления связаны через Фотоупругие и термические константы с величинами воздействующих давления и температуры для световолокна 2 - Ьп" =РС" +ТС" для световолокна 3 - дп РС +ТС, где Р давление среды; Т - температура среды.60 Напряжения на выходе схем преобразования 10 и 11 пропорциональны величинам д и и дп", или совокупности воздействующих на световолоконные элементы 2 и 3 давления и температуры,Напряжение с выхода схемы преобразования 10 поступает на входы линейных усилителей 12 и 13, имеющих соответственно коэффициенты усиления КС и КС. Напряжения на выходах этйх усилителей пропорциональны величинам КСьо" и КСа и" .Напряжение с выхода схемы преобразования 11 поступает на входы линейных усилителей 14 и 15, имеющих соответственно коэффициенты усиления КС и КС. Напряжения на выходах этихМусйлителей пропорциональны величинам КСдп и КСап.Следовательно, напряжение на выходе дифференциального усилителя 17 пропорционально величине КР, т.е. величине давления контролируемой среды, а напряжение на выходе дифференциального усилителя 16 пропорционально величине КТ, т.етемпературе контролируемой среды.Таким образом, изобретение дает возможность измерить давление в условиях температурных возмущений и кроме того, одновременно и независимо определить давление и температуру. Формула изобретения Устройство для измерения давления,содержащее источник оптического когерентного излучения, оптически связанные с ним световолоконный чувствительный элемент и опорный световод,выходы которых оптически связаны сФотодетектором, подключенным к блокуобработки данных, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения давления вусловиях температурных возмущений внего введены дополнительные фотодетектор и световолоконный чувствительный элемент, имеющий Фотоупругую итермическую константы, отличные отсоответствующих констант первого световолоконного чувствительного элемента, и оптически связанный входомс источником излучения, а выходом -с опорным световодом и дополнительным,Фотодетектором.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 652452, кл, 6 01 Р 9/04, 04.01.76.2. Е 1 ессгод 1 сз 1.ессегь, 1978, Р 14,р. 419-421 (прототип).832367 У(р) Составитель В. КазаковТехред Ж, Кастелевич Корректор Ю. Макаренко дактор О. Черниченк 666/69 Тйраж 907 ВНИИПИ ГосударственНого по делам изобретений 113035, Москва, Х, Ра