Измеритель давления Советский патент 1986 года по МПК G01L11/00 G01L11/02 

1 12543282

Изобретение относится к автоматикеки. Чувствительный элемент 3 механии вычислительной технике и может бытьчески связан с анизотропным кристалиспользовано в системах контроля дав-лом 6.

ления с полной гальванической раэвяз-В исходном состоянии разность хода

кой объекта и регистратора., между компонентами о: тического излуЦель изобретения- повышениеэффек-чения со взаимно ортогональной полятивности компенсации колебаний ФОБНЯризацией на выходе датчика равна нуоптического излучения,лго, поскольку датчик содержит два

На чертеже приведена схема устрой-кристалла, оптические оси которых поства,10 вермуты на угол 90 один относительВ измерителе давления источник 1но другого.

оптического излучения и датчик 2 спя-Изменение давления Р через чувстзаны оптически последовательно. Дат-вительный элемент 3 прикладывается к

чик состоит из чувствительного эле-кристаллу 6 датчика 2, деформируя

мента 3, двулучепреломляющей призмыjj кристалл 6. Разность хода оптических

4, анизотропных кристаллов 5 и 6,лучей со взаимно ортогональной полядвулучепреломляющей призмы 7, На путиризацией приводит к изменению интен.одного из выходных лучей датчика 2сивноСтей оптических сигналов на вы-

установлен первый фотоприемник 8, находах второй двулучепреломляющей припути другого - второй фотоприемник 9.2о змы 7. Сигналы на выходах фотоприемФотоприемник 9 через ключевую схемуинков 8 и 9 пропорциональны интенсив10и интегратор 11 связан с вторымкости оптического излучения на выхо- входом дифференциального усилителядах призмы 7, U - 0,5S,

12, Генератор 13 пилообразного напря-- cos2Hu/i), Цф - 0, (1 жения подключен к входу компаратора25 sin2WA) R S и S, крутизна

4, Первый вход компаратора 14 связанпреобразования фотоприемников. Сигнал

jC выходом дифференциального усилителяпервого фотоприемника 8 подается на

12, а выход - с входом измерителя 15один из входов дифферен5диального усивременных интервалов. Регистратор 16лителя 12 непосредственно, сигнал

подключен к выходу изм€ рителя 15 вре- д второго фотоприемяика 9 подается на

менных интервалов. ,,другой вход дифференциального усилиВ конкретном исполнении источниктеля 12 через последовательно соедиоптического излучения 1 - вьтускаемьйневные ключевую схему Ю и интегратор

промышленностью лазер ЛГ-78, фотопри-t1. Ключевая схема 10 управляется

емники 8 и 9 - ФД 2t KII, интеграторсигналом компаратора 14. На одном из

11выполнен на операционном усилителе входов компаратора 14 действует пило- К140УД7, ключевая схема 10 - на двух-образное напряжение и„, на другом - затворном полевом транзисторе КП35ОА,выходное напряжение дифференциального ди1М еренциальный усилитель 12 - К140усилителя U . В моменты времени, ког- УД8, генератор пилообразного напряже-да мгновенное значение пилообразного ния состоит из генератора прямоуголь-напряжения меньше вьисодного сигнала ного сигнала на микросхемах 155 сериидифференциального усилителя, сигнал

и интегрирующей цепи, измеритель 15на выходе компаратора 14 равен нулю,

временных интервалов состоит из гене -в остальные моменты времени на выходе

ратора тактовых т пульсов, схемы И икомпаратора 14 сохраняется постоянный

счетчика, регистратор 16 - АЛС 321 суровень U . Таким образом, сигнал

дешифратором 514 ИД2. Датчик 2 выпол-на выходе компаратора имеет вид имяен в виде двух последовательно опти-пульсов с длительностью ( и T/U ,

чески связанных анизотропных крнстал-где U - уровень пилообразного напрялов со взаимно ортогональнЬй ориента-жения, Т - период пилообразного напцией оптических осей, расположенных ряжения. Выходной сигнал компаратора

между двумя двулучепреломляющими при-14 управляет работой ключевой схемы

змами со скрещенными осями поляриза-10, включенной на пути прохождения

ции, этом выходные лучи второйсигнала от второго фотоприемника 9 до

двулучепреломляющей призмы являютсявхода дифференциального усилителя 12.

выходами датчика. Анизотропные крис-55 хем самым сигнал второго фотоприемниталлы ниобата лития 5 и 6 и двулуче-ка 9 преобразуется в импульсы длительпреломЛяющие призмы (призмы Глана) 4нрстью Т , периодом Т и уровнем U .

и 7 связаны последоват«шьно. оптичес-Интегратор 11 осуществляет усреднение

сигнала на выходе ключевой схемы 10 п по периоду Т

и,р 0,5U, - з1п2Пй/л)/и. На одном из входов дифференциального усилителя 12 действует сигнал первого фотоприемника 8, а на другом - сигнал и . Сигнал на выходе дифференциального усилителя 12

Ua, (U.P, - и,р),

где Ы- коэффициент усиления диффе- ренциального усилителя 12. При достаточно большом коэффициенте усиления дифференциального усилителя ЫУср, и и сигнал-на выходе дифференциального усилителя удовлетворяет соотношению

и JbJb,. и,

При этом длительность импульсов на выходе компаратора 14

Т/и,

ти. /и.

То

TS,(1 - cos2Ifu/A)

Sj,(T - sin27TA/;( )

Из последнего соотношения видно, что длительность импульса t содержит информацию о наведенной давлением разности хода U, причем при достаточно большом коэффициенте усиления дифференциального усилителя t не зависит от интенсивности оптического излучения на входе датчика J. Измеритель временных интервалов 15 определяет длительность импульса t, по которой

Редактор А.Гулько

Составитель Е.Пруцков

Техред Л.Сердажова Корректор Л.Патай

Заказ 4711/45Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г„ Ужгород, ул. Проектная, 4

регистратор 16 выводит информацию о величине давления Р, действующей на датчик.

Формул

и

зобретения

5

0 s

0

5

. Измеритель давления, содержащий источник оптического излученияj связанный с оптическим датчиком один из выходов которого соединен с первым фотоприемником, подключенным к первому входу дифференциального усилителя, второй фотоприемник, выход которого связан с вторым входом дифференциального усилителя, а вход - с вторым выходом датчика, и регистратор, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности компенсации колебаний уровня оптического излучения, в него введены ключевая схема, интегратор, компаратор, генератор пилообразного напряжения и измеритель временных интервалов, при этом управляющий вход ключевой подключен к выходу компаратора, один вход которого связан с выходом дифференциального усилителя, другой - с генератором пилообразного напряжения, а выход компаратора через измеритель временных интервалов соединен с регистратором, причем с вторым входом дифференциального усилителя выход второго фо- топриемника связан через последовательно включенные ключевую схему и интегратор.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах контроля давления с полной гальванической развязкой объекта и регистратора. Цель изобретения - повышение эффективности компенсации колебаний уровня оптического излучения. Выходной сигнал компаратора 14 управляет работой ключевой схемы 10, включенной на пути прохождения сигнала от фотоприемника 9 до входа дифференциального усилителя 12. Интегратор 11 осуществляет усреднение сигнала на выходе ключевой схемы 10. Измеритель 15 временных интервалов определяет длительность импуль са, по которой регистр 16 выводит информацию о величине давления, действу-§ ющей на датчик 2. 1 ил. «Л , г-1 ГА i 111 jJ-f CIb &-wKI - SD .i:j л К) Oi 4 GO tN9 CX)