Датчик давления и температуры Советский патент 1985 года по МПК G01L9/08 

П1 Изобретение относится к контрол но-измерительной технике, может быт .использовано для одновременного измерения давления и температуры. По основному авт.св. № 1068750 известен датчик давления и температ ры, содержащий первичный преобразователь с двумя пьезорезонаторами, р положенными на упругом элементе, ка дый из которых подключен через последовательно соединенные автогенератор и смеситель к входу фазового детектора, выход которого подключен через фильтр низкой частоты к входа двух усилителей, выход каждого из которых через управляемый кварцевый генератор подключен к вторым входам соответствующих смесителей Однако это устройство, характеризуется недостаточной точностью измерения, таккак для обеспечения работы устройства во всем диапазоне изменений давления требуется введение в управляемые кварцевые генераторы дополнительных элементов, ухудшающих линейность-и крутизну характеристики преобразования. Цель изобретения - повышение точности измеренияза счет обеспечения линейности и повышения крутиз характеристики преобразования. Поставленная цель достигается тем, что в датчик давления и температуры, содержащий первичный преобразователь с двумя пьезорезонаторами , расположенными на упругом злеМенте, каждый из которых подключен через последовательно соединенные автогенератор и смеситель к входу фазового детектора, выход которого подключен через фильтр низкой часто ты к входам двух усилителей, выход каждого из которых через управляемый кварцевый генератор подключен к вторым входам соответствующих сме сителей, дополнительно введены тре тий смеситель и два управляемых умножителя частоты, управляющий вхо каждого из которых подключен к входу соответствующего управляемого кварцевого генератора, выход которо го соединен через управляемый умножитель частоты с входами двух соответствующих смесителей. На чертеже представлена блоксхема датчика давления и температуры. I - Датчик давления и температуры содержит первичный преобразователь 1 с двумя пьезорезонаторами 2 и 3, расположенными на упругом элементе и подключенными к двум автогенераторам 4 и 5, три смесителя 6,7 и 8, последовательно соединенные фазовый детектор 9 и фильтр 10 низкой частоты, нагруженный на усилители 11. и 12, подключенные к управляющим : входам управляемых кварцевых генераторов 13 и 14 и управляемых умножителей 15 и .16 частоты, причем умножителей 15 и 16 частоты связаныс выходами управляемых кварцевых генераторов 13 и 14,выход первого умножителя 15 подключен ко второму входу первого смесителя 6 и первому входу третьего смесителя 8, а выход второго умножителя 16 нагружен на вторые входы второго и третьего смесителей 7 и 8 соответственно. Устройство работает следующим образом. При воздействии давления и температуры на преобразователь 1 изменяются резонансные частоты пьезорезонаторов 2 и 3, подключенных в схему автогенераторов 6 и 7, изменяя их частоты f i-.и f ° ответствии с системой уравнений вида о. ,2г где .. , - начальные частоты; сигналов автогенераторов 4 и 5; К ikj - частотные коэффициенты температурной чувствительности пьезорезонаторов 2 и 3 ; Kj I Sp частотные коэффициенты чувствительности пьезорезонаторов 2 и 3 по давлению;Р - давление; т - температура. Пьезорезонаторы 2 и 3 размещены t)a упругом элементе таким образом, что они имеют одинаковые величины и знаки коэффициентов температурной чувствительности и различные по знаку коэффициенты чувствительности по давлению. Каждая из цепей двухкольцевой системы фазовой подстройки частоты датчика содержит последовательно соединенные усилитель, управляемый кварцевый генератор, управляемый умножитель частоты и замыкается на соответствующий смеситель,первый вход которого подключен к соответствующему автогенератору.При вхождении системы подстройки частоты в режим синхронизма обеспечивается решение системы уравнений (1) относительно информационных параметров. При этом с выхода смесителя 8 снимается сигнал, пропорциональный давлению, а с выхода одного из смесителей 6 или 7 сигнал, пропорциональный ±емператутуре. 3 113736 Введение умножителей 15 и 16 позволяет уменьшить диапазоны перестройки генераторов 13 и 14 пропорционально соответствующим коэффициентам умножения.Это в свою очередь позволяет устранить нестабиль-5 ность работы генераторов 13 и 14 и обеспечить более высокую линейность характеристики их преобразования, а следовательно, и точность подстройки частоты и точность работыЮ устройства в целом. 2 Введение третьего смесителя позволяет в два раза повысить крутизну характеристики дтреобразования датчика по давлению. В результате чего в любой точке диапазона измеряемого давления в два раза повышается отношение информационного приращения частоты Л(Р) к погрешности нуля а датчика, а следовательно, его точность и разрешающая способность.

ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ по авт.св. W1068750, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет обеспечения линейности и повышения крутизны характеристики преобразования, в него дополнительно введены третийсмеситель и два управляемых умножителя частоты, управляющий вход каждого из которых подключен к входу соответствующего управляемого кварцевого генератора, выход которого соединен через управляемый умножитель частоты с входами двух соответствующих смесителей.