Способ одновременного измерения нескольких параметров одним чувствительным элементом

,80, 008616 А СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 01921 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 21Бюл. 9 1носов8.8)США В 335 5949,свидетельство СССР 01 Р 21/02, 1979.ОДНОВРЕМЕНЙОГО иЗМ Х ПАРАМЕТРОВ ОДНИМ ЭЛЕМЕНТОМ путем об.ЧУВСТВИТЕЛЪНЫМ работки выходных сигналов преобразователя по градуировочным характеристикам, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения функциональных возможностей, на вход преобразователя с одним чувствительным элементом подают питающий полигармонический сигнал и по амплитудам гармоник1 выходного сигнала судят о величинепараметров, используя при этом соответствующие градуировочные характеристики.45 Изобретение относится к измерительной технйке и может быть использовано,например в авиационно-космической технике для одновременного измерения нескольких параметров (давление,температура, скорость и др.). 5Известен способ измерения давленияи температуры, заключающийся в возбуждении автоколебаний тремя автогенераторами трех пьезоэлементов А,В и С,из которых ньезоэлементы А и В обладают существенно различными температурно-частотными характеристиками,а пьезоэлементы В и С по возможноститождественными 1 ),Для этого способа характерно наличие погрешности, возникающей приизмерении давления из-за недостаточной компенсации температурных воздействий. Это вызвано неизбежным различием температуры пьезоэлементов В иС, вследствие их пространственной разнесенности, а также из-за различныхих свойств, а следовательно, и зависимостей частота-температура.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсяспособ, заключающийся в регистрациивыходных сигналов схемы преобразования и их обработки по предварительно определенным градуировочным .характеристикам 2, 30Недостатками известного способаявляются ограниченные возможностиего использования, вызванные ;особенностями применения пьезоэлектрических резонаторов, что усложняет 35измерен.я, а также недостаточные точность и надежность, связанные сосложной технологией возбуждениямножества колебаний в чувствительномэлементе - пьезоэлектрическом резона торе и появлением неучитываемых взаимосвязей между создаваемыми колебательными процессами.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей,Указанная цель достигается тем,что согласно способу одновременногоизмерения нескольких параметров одним чувствительным элементом путемобработки выходных сигналов преобразователя по градуировочным характеристикам на вход .преобразователяс одним чувствительным элементом подают питающий полигармонический сигнал и по амплитудам гармоник выходсгного сигнала судят о величине параметров, используя при этом соответствующие градуировочные характеристики,Один и тот же чувствительный элемент критичен к влиянию на него ряда 60параметров. При этом выходной сигналА схемы с чувствительным элементомбудет являться функцией ряда параметров А = Е (Р, Т). При включениив схему источника полигармонического 65 сигнала на выходе схемы имеем гармоники, амплитуды которых так же являются функциями параметров.Амплитуда каждой гармоники по-разному зависит как от давления, так иот температуры. При этом может меняться не только чувствительностькаждой гармоники к равным параметрам, но и знак этой чувствительности,Математическая обработка градуировочных характеристик дает воэможностьопределить зависимости измеряемыхпараметров от амплитуд гармоник. Приэтом чтобы определить два параметрадля обработки достаточно иметь двегармоники. Для определения п-параметров необходимо иметь п-гармоник,На фиг. 1 показан пример поведенияамплитуд гармоник Г 1,Г 2,Г,Г, Гс придействии на индуктивный измерительныйпреобразователь параметров давленияР и температуры Т; на фиг, 2 - структурная схема измерительной системыдля реализации предлагаемого "пособа,Измерительная система содержитисточник 1 полигармонического сигнала, включенный в электрическую схемус чувствительным элементом 2. К выходу электрической схемы подключенряд цепей преобразования из последовательно соединенных полосовогофильтра 3, усилителя 4, детектора 5и фильтра б нижних частот. Цепи преобразования подсоединены через аналого-цифровой преобразователь 7 к вычислительному устройству 8, имеющемуна выходе вторичные приборы 9-11,отградуированные по измеряемым параметрам.Способ осуществляется следующимобразом,На вход схемы преобразования содним чувствительным элементом подают питающий полигармонический сигнал.Источник 1 полигармонического сигнала создает на выходе электрическойсхемы с чувствительным элементом 2также полигармонический сигнал, Навыходе схемы преобразования вццеляютамплитуды различных гармоник электрического сигнала, Амплитуды гармоник этого сигнала являются функцияминескольких. параметров, например,давления Р, температуры Т, скоростипотока Ч и т.п.Полосовые фильтры 3 служат для выделения различных гармоник. Усилители4 служат для усиления амплитуд этихгармоник, Детекторы 5 и фильтры 6нижних частот выделяют огибающую вузкой полосе частот, вырезанной полосовыми фильтрами 3. Сигналы с фильтров б .нижних частот поступают на аналого-цифровой преобразователь 7 идалее на вычислительное устройство 8.По предлагаемому способу определяютвеличины параметров расчетным путем,по градуировочным зависимостям ампли10 туды гармоник от этих параметров. Для этого в вычислительном устройстве 8 фиг. 2) производится обработка поступивших сигналов в соответствии с заложенными в него данными о градуировочных зависимостжх амплитуд 5 гармоник от измеряемых параметров. На выходе вторичных приборов 9-11 имеют информацию о измеряемых параметрах Р, Т, Ч И др.ПредЛагаемый способ расширяет воэможности одновременного измерения нескольких параметров одним чувствительным элементом, так как он основан на использовании полигармонических электрических сигналов, 15 например, создаваемых генератором прямоугольных импульсов. При этом в качестве чувствительного элемента могут быть использованы различные электрические, электромеханические, электрооптические,индуктивные, транс-" форматорные, емкостные,магнитные, электротепловые и другие виды измерительных преобразователей. Количество гармоник можно выбирать по числу измеряемых параметров. Возможности выбора гармоник связаны с удобством их обработки в соответствии с предварительно установленными градуировочными зависимостями амплитуд гармоник от измеряемых параметров, На практике количество наличных гармоник значительно больше числа измеряемых параметров, поэтому выбо конкретных гармоник обладает расширенными возможностями.Способ упрощает одновременное измерение нескольких параметров одйим чувствительным элементом, так как не требуется нескольких источников питания или генераторов. Амплитуда, реализующая предлагаемое техническое решение, проста и не требует сложных настроек и регулировок. Тонность и надежность одновременного измерения нескольких параметров одним чувствительным элементом повышены за счет воэможности учета воздействий всех измеряемых параметров, взаимного влияния и возможности работы на тех гармониках которые наиболее удобны для преобразований обработки и"Измерений.Реда одпи с ноСССР р де Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Т Т Т каз 2327/53 Тираж 641 ВНИИПИ Государственного ко по.делам изобретений и о 113035, Москва, Ж, Раушск