Устройство для одновременного измерения температуры и механических усилий Советский патент 1983 года по МПК G01K7/32 

f

1 Изобретение относится ктехнике электрических измерений неэяектрически величии н лредназначено дпя одновремен него измерения температуры и механических усилий. Известно устройство дпя одновременного измерения температуры и механических усилий, содержащее два льезорезонатора, укрепленных на упругом g элементе и подключенных к двум автогенераторам, подсоединенным к входам . преобразователей частота-код, вычнсяв тельный блок, блок памяти, бпокн сра&ненИя, элемент И и генератор тактовых импульсов L1J , Наиболее близким к предлагаемому по технической суишостн 1голяется устро ство для рдновременного измерения тем пературы и механических усилий, соде1 жащее чувствительный апемент с двумя кварцевыми резонаторами подключенными к двум автогенераторам, выходы которых через преобразоватепн частота-код подключены к входам вычислительного блока, соединенного с блоком памяти 2 Однако это устройство не обеспечивает высокой СОЧНОСТИ одновременного измерения температуры и механических усилий иэ-за погрешностей, обусловленных отсутствием учета зависимости коэф фициентов температурной чувствительности от воздействующей на чувствитель ный элемент силы и коэффициентов силовой чувствительности от воздействующей на чувствительный элемент температуры, хотя быстродействие устройства высокое. Цель изобретения - повышение точности измерения температуры и механических усилий, Поставленная цель достигается тем, что в устройство для одновременного измерения температуры и механических усилий, содержащее чувствительный элемент с двумя кварцевыми резонаторами, подключенными к двум автогенераторам, выходы которых через преобразователи частота-код подключены -к входам вычислительного блока, соединенного с блоком памяти, введены последователь но соединенные дополнительные автогенератор и преобразователь частота-код, выход которого соединен с вычислительным блоком, при этом чувствительный элемент снабжен дополнительным кварнцевым резонатс ом подключенным к дополнительному автогенератору. На чертеже изображена структурная схема устройства. 72 Устройство содержит чувствительный элемент 1 с .ш езокв рцевьши резонатоj aMU 2 -,4, подкшоченными к автогенераторам 5-7 соответственно которые связаны своими выходами с входами преобразователей 8 - 1О частот -код. Выходы преобразователей частота-код соединены с вычис 1итеяьным блоком 11, связанным с запоминающим устройствам 12. Чувствительный элемент 1 вьшолнен таким образом, что действие температуры я силь вызывает одновременное изменение резонансной частоты кварцевых резонаторов, в качестве которых вспользуются кварцевые резонаторы С-среза, характеризующиеся высокой линейностью и крутизной преобразования температурочастотных и тензо-частотных характеристик. Устройство работает следующим.,о& разом. В результате воздействия на чувст-. витальный элемент температуры и ме хаНЕческнх усилий частоты генерации автоген аторов 5 - 7изменяются следующим образом.. Н) ),Р(); (о.) Ч го агтП-ТоИа (f-fo), (г) где Q..,;.{ i 1, 2, 3) - коэффициенты преобразовавния по темпв ратуре или коэффициенты температурной чувствительности (коэфф1:циенты те1 мочувствительности); (i ,2,-5) - коэффициенты преобразовання по силе или коээфициенты силовой чувствительности(коэффициенты тензочу&ствительности); измеряемые температуры н сяла; координаты реперюй , в которой определятшсь термо- и тензочувствительвостн О .(i l,2.3); io первого, второ. го и третьего автогенера торов соответ с гвенно в репервой точке. В сябою очередь коэффициента а Y. HOv лвнейно завиярт от изменений Р в T .(t -Tb03; (41 ,|%а|рГ к7рег-То)3, (s; (.,) -силовые коэффициенты тензо. HyBWiuiiejBb(),а,Ъ -темдературHbie коэффициентыTeHSQi чувсяивитепь ности. - С учетом (4), (5) выражени (1), (2), (3) имеют вид: ,Jlr)( (6; 2о « СМЬНа Р Г- о ta Jr aJpK; : 3 a- Xf-Fo); а; г- Чо °гт Ст-То)-ю °р (F-FO - .пО uT VJlcj Kyr -С1зр э З Т-Ь)) С8) Окгаалы с выходов автогенерар topOB 5 7 поступают на входы преоб- {маоватепей S - 1О частотар-кодсоот тают цифровую форму С9 . , C-fi) ли в матричном, вице. . f--AoX, Д® АО - новая матрица кЬээфнгшевггсй силовой, температурной и смвшанной чувствительносярей, прЕчем , КТО «Ч, 4F -IT ,,) a..(Q° . (а::тК| а° к Р «A«.i -, , НЗ) С выходов преобразователей д 10 частота-код сигналы постутгают ва вычво литепьный блок 11, решающий эту уже линейную относительно ншовествых X(T),4,j,(F) ) систему урави. НИИ следующим образе : ли) т.е. в вычислительном блоке 11 пршсхо дит перемножение вектора сигналов Y на обратную матрицу коэффициентовА хранящуюся, и вызываемую на аапоми- нающего устройства 12. В результате решения получается оценка Tlf произведения Т 1 с«новремвременно действующих на чувствительный элемент темл атуры Т и сипы Р. Введеше в устройство доаопнвтепьных кварцевого резонатора, автогенератора и преобразователя часготв-код позво ляет учесть взаимное влияние вэмеряс мых Т и F на воадействующЕК Т и Р, особенно при больших динамЕсческвх диапаз(жах «измеряемых, температур в механическихусшшй.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И МЕХАНИЧЕСКИХ УСИЛИЙ, содержащее чувствительный элемент с двумя кварцезыми резонаторами подкпю- ченными к друм автогенераторам, выходы которых через преобразователи часто та-код подключены j: входам вьгчиспвтельного блока соадинешшго с блоком памяти, отличающееся тем, 4TOjC целью повышения точности измерения за счет учета нелинейности характеристик кварцевых резонагоров, в него введены последовательно соедшенные дополнительные автогенератор и яраобразователь частота-код, при .этом чувствительный элемент снабжен дополнительным кварцевым резонатором, под- § ключе1шым к допогагительному автогене ратору. (Л