Пьезоэлектрический преобразователь давления

09) Ш) ОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4 С 01.908 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТТНРЫТИЯМ 3 ИИИЗЦ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к приборостроению и позволяет повысить надежность пьезоэлектрического преобразователя давления за счет диагностики обрыва соединительного кабеля. Для этого наряду с электрометрическим преобразователем 1, к входу, которого через кабель 2 подключен пьезодатчик 3, устройство содержит , формирователь импульсов 4, блок уп" равления 5, блок сигнализации 6, амплитудный дискриминатор 7, ключи 8-10, Формирователь 4 включает в себя одновибратор, ключ, источник напряжений и трансформатор. При проведении диагностики измерительной цепи импульсы напряжения калиброванной амплитуды через пьезодатчик 3 поступают на вход электрометрического преобразователя 1, При обрыве кабеля амплитудный дискриминатор 7 формирует управляющий сигнал и акти визируется блок сигнализации 6.1 з.п. ф-лы, 5 ил.Изобретение относится к приборостроению и может быть использованодля измерения и контроля импульсныхдавлений,Целью изобретения является повышение надежности устройства за счетдиагностики обрыва соединительногокабеля.На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 -диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг. 3 - функциональнаясхема формирователя импульсов калибровочной амплитуды; на фиг. 4 и 5 - 1,5функциональные схемы блока управленияи блока сигнализации соответственно.Пьезоэлектрический преобразователь давления содержит (фиг. 1)элекрометрический преобразователь 1, 20соединительный кабель 2, пьезоэлектрический датчик 3, формирователь 4импульсов калиброванной амплитуды,блок 5 управления, блок 6 сигнализации, амплитудный, дискриминатор 7, 25первый 8, второй 9 и третий 10 нормально замкнутые аналоговые ключи,Электрометрический преобразователь 1содержит электрометрический усилитель 11, интегрирующий конденсатор 1230и разрядный ключ 13. Формирователь 4импульсов калиброванной амплитуды(фиг. 3) включает в себя одновибратор14, четвертый нормально разомкнутыйаналоговый ключ 15, источник 16 опор ноГо напряжения и развязывающий н,трансформатор 17, имеющий ферромагнитный сердечник 18, на которомразмещейы входная 19 и выходная 20обмотки. Блок 5 управления (фиг. 4) 40содержит одновибраторы 21, 22 и элементы 23 и 24 задержки. Блок 6 сигна"лизации содержит Р-триггер 25 и индикатор 26К инвертирующему входу электрометрического преобразователя 1 черезсоединительный кабель .2 подключенпервый вывод пьезоэлектрическогодатчика 3, а экранирующая оплеткакабеля 2 и неинвертирующий входэлвктрометрического преобразователя 1.присоединены к общей шине устройства.Выход электрометрического преобразователя 1 подключен к первому зажимувыхода пьезоэлектрического преобра 55зователя давления через второй нормально замкнутый анадоговый ключ 9.К первому выходу формирователя 4 импульсов калиброванной амплитуды присоединены второй вывод пьезоэлектрического датчика 3 и первый вывод первого аналогового нормально замкнутого ключа 8, второй вывод ключа 8 и второй вывод формирователя 4 импульсов калиброванной амплитуды подключены к общей шине устройства. К выходу электрометрического преобразователя 1 подключен вход амплитудного дискриминатора 7, выход которого присоединен к входу управления блока 6 сигнализации,Вход запуска блока 5 управления присоединен к входу запуска пьезоэлектрического преобразователя давления, к первому выходу блока 5 управления подключены входы сброса электрометрического преобразователя 1 и блока 6 сигнализации, К второму выходу блока 5 управления подключены входы управления нормально замкнутых аналоговых ключей 8-10, к третьему выходу блока 5 управления присоединен вход запуска формирователя 4 импульсов калиброванной амплитуды, к четвертому выходу - вход стробирования блока 6 сигнализации.Пьезоэлектрический преобразователь давления работает следующим образом.После подачи питающих напряжений выходное напряжение электрометрического преобразователя 1 отлично от нуля (фиг. 2 Й, интервал 0-) из-за натекания заряда в интегрирующий конденсатор 12 (фиг. 1) во время переходного процесса в момент подачи питающих напряжений. Для проведения диагностики перед началом измерений на вход запуска блока 5 управления подается команда запуска (фиг. 2 а, момент времени 1,), после чего срабатывает первый одновибратор 21 (фиг. 4) и на его выходе появляется высокий уровень напряжения. В момент времени С на первом выходе блока 5 управления появляется сигнал управления, который поступает на вход сброса электрометрического преобразователя 1 и вход сброса блока 6 сигнализации. Разрядный ключ 13 замыкается, и выходное напряжение электро- метрического преобразователя 1 уменьшается до нуля. Задним фронтом выходного импульса первого одновибратора 2 1 блока 5 управления запускается второй одновибратор 22, и на втором выходе блока 5 управления появляется управляющий сигнал (фиг. 2 в, моментТаким образом, пьезоэлектрический преобразователь давления обеспечивает диагностику измерительной цепи, что позволяет предотвратить потери инфор" мации при проведении измерений и повышает надежность устройства. Формула и з о б р е т е н и я 1. Пьезоэлектрический преобразователь давления, содержащий электро-. метрический преобразователь заряда, к инвертирующему входу которого через соединительный кабель подключен первый вйвод пьезоэлектрического Датчика, а экранирующая оплетка кабеля и неинвертирующий вход электрометрического преобразователя заряда присоединены к общей шине устройства, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности устройства за счет диагностики обрыва соединительного кабеля, он снабжен фор-.мирователем импульсов калиброванной амплитуды, блоком управления, блоком сигнализации, тремя нормально замкнутыми аналоговыми ключами и амплитуд-м ным дискриминатором, причем к первому выходу формирователя импульсов калиброванной амплитуды присоединены второй вывод пьезоэлектрического датчика и первый вывод первого нормально замкнутого аналогового ключа, второйвывод которого подключен к второму з1472774времени ), размыкающий ключи 8-10,Задним фронтом выходного импульса одновибратора 21 запускаются также элементы задержки 23 и 24 6 лока 5 уп 5равления. Через времяна выходеэлемента 23 задержки появляется сигнал запуска формирователя 4 импульсовкалиброванной амплитуды. В формирователе 4 (фиг, 3) запускается одновибратор 14, выходной сигнал которогопоступает на вход управления нормаль-.но разомкнутого аналогового ключа15, который замыкается, и на входнуюобмотку 19 трансформатора 17 поступает напряжение с источника 16 опорного напряжения. На вторичной, выходной обмотке 20 появляетсяимпульс. напряжения (фиг, 2 , момент времениС ), который поступает через пьезоэлектрический датчик 3 на входэлектрометрического преобразователя1, который осуществляет интегрирование входного тока (фиг. 2 г, д) . В:моментвремени С появляется сигнал на выходе второго элемента 24 задержки,который поступает на четвертый выходблока 5 управления и осуществляетстробирование блока 6 сигнализации.Если выходной сигнал электрометрического преобразователя 1 находитсяв допустимых пределах (измерительнаяцепь исправна и обрыв кабеля 2 отсутствует), тр амплитудный дискриминатор 7 вырабатывает сигнал высокогоуровня (фиг. 2 ф который поступает на выходу формирователя импульсов кавход управления блока 6 сигнализации. либрованной амплитуды и к общей шинеПосле поступления стробирующего импульса с четвертого выхода блока 40 5 управления Э-триггер 25 блока 6 сигнализации остается в начальном состоянии, т.е. на его инверсном выходе присутствует сигнал низкого уровня и элемент 26 индикации не 45 функционирует. При нарушениях в измерительной цепи, например при обрыве кабеля 2, на вход электрометрического преобразователя. 1 не поступает ток, выходное напряжение электрометрического преобразователя 1 не соот" ветствует допустимым пределам, выходной сигнал амплитудного дискримй)И- тора 7 имеет низкий уровень, и при поступлении стробирующего импульса с 5 четвертого выхода блока 5 управления на инверсном выходе триггера 25 появляется сигнал высокого уровня, который активизирует индикатор 26. устройства, выход электрометрическогопреобразователя заряда подключен квходу амплитудного дискриминатора ичерез второй нормально замкнутый аналоговый ключ - к первому зажиму выхода пьезоэлектрического преобразователя давления, второй зажим выхода которого через третий нормально замкнутый аналоговый ключ присоединен к общей шине устройства, выход амплитудного дискриминатора присоединен к входу управления блока сигнализации, вход запуска блока управления присофйнен к входу запуска диагностюси пьезоэлектрического преобразоратед давления, к первому выходу бпока управления подключены входы сброса электрометрического преобразователя заряда н блока сигнализации, к второму выходу блока управления подключены входы управления нормально замкнутых аналоговых ключей, к тре-, 5 1 ч 72774 6тьему выходу блока управления присное- ключ и одновибратор, причем к первичдинен вход запуска формирователя ной обмотке трансформатора последоимпульсов калиброванной амплитуды, вательно подключены источник опорногоа к четвертому выходу - вход строби- напряжения и четвертый нормально рарования блока сигнализации.5,зомкнутый аналоговый ключ, вход уп 2. Преобразователь по и. 1, о т- равления которого подключен к выхол и ч а ю щ и й с я тем, что в нем ду одновибратора, а входом и выходамиформирователь импульсов калиброванной формирователя импульсов калиброванамплитуды содержит источник опорного .1 О ной амплитуды являются соответственнонапряжения, трансформатор, четвертый вход запуска одновибратора и выводынормально разомкнутый аналоговый вторичной обмотки трансформатора,1472774 г ставитель И. Сумцо едактор Т. Лазореико Техред А.Кравчук Корректор И. Иаксимишин Подпис Тираж оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород агарина,101 аказ 1700/ НИИПИ Госу твенного комитет 113035, Москва,о изобретениям 35, Раушская на ткрытиям при ГКНТ ССС д. 4/5