Устройство для измерения температуры и механических усилий

В изобретен и Харьковский орцена Ленина авиационный институ(71) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И МЕХАНИЧЕСКИХ УСИЛИЙ еэ ля ства являет 15.й Цель изобретения - повыше е гочости измере еских усили я перагуры хан остав а ель достигается тем,ведены фильтры частот о в устро новного и тв обо ого резона которых со СОВ пьезо чинены с НН,1 ПОПрезонатора, выхоцом авг ы е обретение относится к технике электрических измерений н лектрических величин и предназначено ц измерения температуры и механических усилий.Известно устройство цля измерения температуры и механических усилий, содеркащее цвухпараметровый частотный датчик, выходы которого соединены со входами первого и второго автогенераторов, два реверсивнв 1 х счетчика, с источник эталонной частоты, два смесителя, блок разделения сигналов и формирователь временных интервалов 11 .Недостатком этого устрой ся его сложность.Наиболее близким по техническо сущности к изобретению является устройство цля измерения температуры и механических усилий, содержащее пьезорезонатор, закрепленный на упругом элементе и подключенный к автогенерагору, цва преобразователя частота-коц, выходы которых подключены к вычислительному блоку, соединенному с блоком памяти, а гакже второй пьезорезонатор, включенный во вгорой автогенератор, выход которого соединен с вычислительным блоком 23 .Наличие в известном усгройсгве цвух пьеэорезонагоров, образуюших чувсгвигельный элемент, а следовательно, всегда имеюший градиент температур между поверхностями цвух пьезорезонаторов, а также неоцинаковое влияние измеряемой температуры на коэффициенгы гензочувсгвительносги пьезореэонаторов и неоцинаковое влияние прилагаемых к ним измеряемых усилий на коэффициенты термочувствительности пьезорезонагоров, не позволяют добиться высокой точности измерений, ключены соответственно ко вхоцам преобразователей частота-коп,11 а чертеже изображена структурнаясхема преплагаемого устройства.Устройство соцержит упругий элемент1 с пьезорезонатором 2, цоцключеннымк автогенератору 3, фильтры 4 и 5 частот основного и побочного резонанса,преобразователи 6 и 7 частота-коц, вычислительный блок 8 и блок 9 памяти, 1 ОУстройство работает слепуюшим образом,Упругий элемент 1 нахопится поцдействием силового и температурногополей в точке измерения, На торцевой 15поверхности упругого элемента 1 укреплен пьезорезонатор 2, испытывающейточечное нагружение. В устройстве используется пьезорезонатор, возбужпаюшийсякак на частоте основного резонансатак и на частоте побочного резонанса(ангармонике) 2 и имеющий высокуюцобротность на этих частотах.С целью обеспечения высокой линейности и крутизны преобразования темпе 25ратурно-частотных и силочастотных характеристик, как на основной частоте, таки ангармонике, целесообразно применениев качестве пьезорезонатора 2 кварцевогорезонатора 1 С, -среза, Для таких резонаторов изменением угла приложения силыотносительно кристаллографической оси2. кварцевого резонатора можно цобиваться различного по величине и знакукоэффициентасиловой чувствительности,как 35на основной частота, так и ангармонике.Пьезорезонатор попключен к автогенератору 3, работающему в цвухчастотномрежиме, при этом на его выходе появляются сигналы с частотами 40(1)где К, , К 2 - коэффициенты преобра.5о Озования по температуре или коэффициенты температурной чувствительности (коэффициенты термочувствительности),К 1, К 2 - коэффициенты преобразования по силе или коэффициенты силовой чувствительности (коэффициен тытензочувствительности ),Т,Р - измеряемые температура и механическое усилие,, ТОР - коорцинаты реперной 55точки, в которой опрецелялись коэффициенты термо- и тензочувствительностиО о о оК 1 т"гТ 1 Г2 Р 74 4" частота ОсновнОГО колебания в реперной точке;- частота ангармоники в реперной точке.С выхода автогенератора сигналы через фильтры 4 и 5, настроенные соответственно на частоты Г 1 и Е поступают на вхоцы преобразователей частота-коц 6 и 7, на выхоце которых приобретают коцовую (цифровую) формуЧ 1- 11 Х 1 О 11%2Ч =О .Х +с(г)2-21 Х 1 2,2 ХС выхода преобразователей частотакоц сигналыи у 2 поступают на вычис 1лительный блок 8, решаюший систему уравнений (2) и опрепеляюший значение измеряемых величин Т и Е, При этом значение коэффициентов, необхопимых для определения измеряемых величин из уравнений (1) и (2), поступает в вычислительный блок из блока памяти 9.Дополнительное включение в устройс 1- во между выхоцами автогенерагора и вхопами преобразователей частдта-коп двух фильтров, опии из которых настроен на основную частоту пьезорезонатора, а пругой - на его ангармонику, а также использование лишь оцного пьезорезонатора выгоцно отличает преплагаемое устройство пля измерения температуры и механических усилий от известного, так как позволяет повысить точность опрецеления одновременно измеряемых температуры и механического усилия.формула изобретен ияУстройство пля измерения температуры и механических усилий, сопержашеепьезорезонатор, закрепленный на упругомэлементе и поцключенный к автогенератору, два преобразомтеля частота-коц,выхоцы которых подключены к вычислительному блоку, соециненному с блокомпамяти,отличающееся тем,что, с целью повышения точности измерения, в него ввецены фильтры частот основного и побочного резонансов пьезоре.зонатора, вхоцы которых соецинены с выхоцом автогенератора, а выхопы поцключены соответственно ко вхопам преобразомтелей частота-коц.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свицетельство СССРпо заявке2843216/18-10кл. 6, 01 К 7/32, 1979,2. Авторское свицетельство СССРМ 777482, кл. 6 01 К 7/32, 1979нивами зчоган Тираж 87 1 ПолписноеЭил и вд 11 ПУж о(н 1,у