Частотный тензопреобразователь

(088.8) ников,ек чев А.В,ователя дляы и системыс. 24-25,(56) Дмитр ГИС частот тензодатчи управленияЗаявка кл, С 01 К ев В.А Лукиого преобразов. - Прибор1983, Ф 9,РГ В 30002927/02, 1981 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) ЧАСТОТНЫЙ ТЕНЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения механического усилия или давления. Изобретение обеспечивает повышение чувствительности устройства путем увеличения крутизны характеристики преобразования. Устройство содержит опорный генератор 1, тензо резистивный мост 2, фильтр 3 верхних частот, сумматор 4, однополосные смесители 5-8, перестраиваемыйгенератор 9, частотно-зависимый фазовращатель 10, резонансный усилитель 11, фазовый детектор 12 и блок13 управления. Однополосные смесители выполнены по фильтровой илифазокомпенсационной схеме. Частотно-зависимый фазовращатель выполнентаким образом, что создаваемый имфазовый сдвиг прямо пропорционален 1330469частоте входных колебаний, В качестве частотно-зависимого фаэовращателя может быть использована линия задержки. Изменение частоты генератора 9 зависит от изменения величи- ны коэффициента передачи тензорного моста, а следовательно, от измеряемого воздействия, .например, силы или давления, 1 ил.Изобретение относится к измерительной технике, а именно к частотным тензопреобраэователям, и может быть использовано в измерительных устройствах для измерения силы или давленияЦель изобретения - повышение чувствител ности частотного тензопре - образователя путем увеличения крутизны характеристики преобразования.На чертеже изображена функциональная схема частотного тензопреобразователя,15Частотный тензопреобраэователь содержит последовательно включенные опорный генератор 1 и тензорезис.торный мост 2, а также фильтр 3 верхних частот, подключенный входом к входу тензорезисторного моста 2, а выходом - к второму входу сумматора 4, первый вход которого подключен к выходу тензорезисторного моста 2, последовательно включенные четыре25 однополосных смесителя 5-8, последовательно соединенные перестраиваемый генератор 9 и частМно-зависимый фазовращатель 10, выход которого подключен к второму входу третьего одЗО нополосного смесителя 7, резонансный усилитель 11, выход которого соединен с вторым входом первого однополосного смесителя 5, а вход - с выходом четвертого однополосного смесителя 8, и последовательно включенные З 5 фазовый детектор 12 и блок 13 управления частотой перестраиваемого генератора 9, причем выход опорного генератора 1 соединен с первым входом первого однополосного смесителя 5,40 выход резонансного усилителя 11 подключен к второму 1 эходу фазового де тектора 12, выход сумматора 4 соединен с вторым входом второго однополосного смесителя 6, а выход перестраиваемого генератора 9 подключенк второму входу четвертого однополосного смесителя 8Тензорезисторный мост 2 состоитиз резисторов, включенных по мостовой схеме (так назЫваемый четырехполюсник с перекрестными связями),причем один или несколько резисторовявляются датчиками измеряемой физической величины, например, давления.Однополосные смесители 5-8 выполнены по фильтровой или по фазокомпенсационной схемамх. В первом случаедля выделения колебания либо с суммарной либо с разностной частотой использован фильтр, установленный навыходе перемножителя (смесителя) сигналов. Во втором случае выделениеодной боковой полосы осуществляетсяблагодаря соответствующему включениюдвух или трех перемножителей и двухили трех фаэовращателей в однополосном смесителе,Кроме того, частотно-зависимый фаэовращатель 10 выполнен таким образом, что фазовый сдвиг в нем прямо пропорционален частоте входных колебаний. В качестве частотозависимого Фазовращателя может быть установлена, например, линия задержки,Частотный тензопреобраэователь работает следующим образом.С выхода опорного генератора 1 колебание с частотой , поступает на вход тензорезисторного моста 2 и одновременно на вход фильтра 3 верхних частот, С выходов тенэоре13304 б 96ловие баланса Фаз в этом случае принимает вид К, (2)овых сдвиговя практически+ЧемуПри свЧ неизме следует страив пго это ри нной. что аемого+ агсгцоследует, чтораиваемогоменения веередачи тенследовательзхп агсСроК,- +сов агсг 8 --К соо")ормула б р гдеК=0,1,2,Чр 1 в Фазовый набег колебания врезонансном усилителе,В стационарном режиме на выходеперестраиваемого генератора 9 существует колебание с номинальнойчастотой (а, соответствующей нулевому коэффициенту передачи тензорезисторного моста 2 в отсутствие измеряевому коэффициенту передачи тензорезисторного моста 2 в отсутствие измеряемого воздействияВ динамическом режиме при наличииизмеряемого воздействия тензорезисторный мост 2 разбалансирован и егокоэффициент передачи отличен от нуля,при этом на первый вход сумматора 4подается колебание П, прошедшее свыхода опорного генератора 1 черезтензорезисторный мост 2.1Колебание Ц, на втором входе сумматора 4 формируется также, как ипри сбалансированном тензорезисторном мосте. В сумматоре 4 эти два колебания суммируются, при этом колебание на выходе сумматора 4 приобретает фазовый сдвиг по отношению кколебанию на выходе опорного генератора 1, равный 30 гд К, - коэффициент передачи тензорезисторного моста 2;К - модуль, коэффициента передачи фильтра 3 верхних частот.Изменение измеряемой физической 40 величины приводит к изменению величины коэффициента передачи тензорезисторного моста 2, что вызывает изменение фазового сдвига ср колебания на выходе сумматора 4. Частота автоколеТбаний в автоколебательной системе образованной включенными в кольцевое соединение блоками 5-8 и 11, отклоняется относительно номинального значения, так как условие баланса Фаз выполняется на другой частоте. На выходе Фазового детектора 12 при этом появляется управляющий сигнал, который поступает на блок 13 управления. Блок 13 управления перестраивает генератор .5 9 на величину ди, так, что условие баланса фаз в автоколебательной системе, образованной блоками 5-8 и 11, выполняется снова на частоте , . Ус 1 з 1 п агсГц оо , - .агс я -++ со; Из этого выражениизменение частоты перегенератора зависит отличины коэффициента Кзорезисторного моста,но, от измеряемого воз ример, силы или давлен,Частотный тензопреобразователь, содержащий последовательно включенные тензорезистивный мост и сумматор, а также фильтр верхних частот, подключенный входом к входу тензорезисторного моста, а выходом - к второму входу сумматора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения чувствительности путем увеличения крутизны характеристики преобразования, в него дополнительно введены последовательно включенные четыре однополосньх смесителя и резонансный усилитель, выход которсго соединен с вторым входом первого однополосного смесителя, а также последовательно включенные опорный генератор, Фазовый детектор, блок управления частотой перестраиваемого генератора, перестраиваемый генератор и частотноЗаказ 3570/42 Тирах 693 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытийПроизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ухгород, ул, Проектная, 4 13304 зависимый фазовращатель, выход которого соединен с вторым входом третьего однополосного смесителя, причем выход опорного генератора соединен,5 с входом тензорезисторного моста и с первым входом первого однополосного смесителя, а выход сумматора подклю 69чен к второму входу второго однополосного смесителя, кроме того, выходрезонансного усилителя соединен свторым входом фазового детектора, авыход перестраиваемого генераторасоединен с вторым входом четвертогооднополосного смесителя,