Устройство для измерения давления Советский патент 1987 года по МПК G01L9/08 

,1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназ- начено для измерения и контроля давления газовой среды.

Целью изобретения является умень- шение температурной погрешности.

На чертеже представлена структурная схема устройства для измерения давления.

Устройство для измерения давлени содержит датчик давления, выполненный в виде пьезоэлектрической пластины 1 с размещенными на одной ее стороне двумя встречно-штыревыми пробразователями 2 и 3 поверхностных акустических волн, подключенных к автогенератору 4, соединенному с одним из входов смесителя 5, выходом подключенного к частотомеру 6. Источник 7 опорного напряжения подключен к одному из входов дифференциального усилителя 8, выход которого через преобразователь 9 напряжение частота подключен к второму входу смесителя 5. Электроды 10 и 11, раз мещенные по периметру пьезоэлектрической пластины 1 с обеих ее сторон образуют пироэлектрический датчик температуры. Причем электрод 10 подключен к второму входу дифференциального усилителя 8, а электрод 1 1 заземлен.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии сигналом с источника 7 опорного напряжения обепечиваются условия равецртва сигналов с автогенератора 4 и преобразователя 9 напряжение-частота при номинальном давлении и температуре газовой среды.

i При воздействии давления и температуры газовой среды на пластину 1 изменяются условия распространения поверхностных акустических волн между встречно-штыревыми преобразователями 2 и 3, поэтому сигнал с автогенератора 4 несет информацию о давлении и температуре газовой среды. Си

нал с электродов 10 и 11 пироэлектрического датчика несет информацию об изменении температуры пластины 1, вызванной воздействием газовой среды и определяемой как

и SR dT/dt,

6Х

где 3 - пироэлектрический коэффициент материала пьезоэлектрической пластины I;

S - площадь каждого из электродов

10 и 1 1 ;

р, - входное сопротивление дифференциального усилителя 8; /dl скорость изменения температуры пьезоэлектрической пластины 1 .

После преобразования зтого сигнала в частоту посредством преобразова- теля 9 он поступает на смеситель 5, где сравнивается с сигналом с автогенератора 4. Смеситель 5 вырабатывает разностный сигнал, который несет ин- формацию только о давлении газовой среды, величина которого регистрируется частотомером 6.

0

Точность контроля давления повьщ1а- ется в значительной степени благодаря тому, что сигнал компенсации пироэлектрического датчика снимается с той же пластины 1, что и основной измерительный сигнал. При этом на величину обоих сигналов в одинаковой степени влияют индивидуальные особенности пластины 1, т.е. ее геометрические размеры, физические параметры материала, механические напряжения, создаваемые держателями пластины 1.

Реализация предлагаемого устройства позволяет повысить точность измерения давления ло 3-4% по сравнению с 25-30%, реализуемой извест5

ным устройством.

40

Формула изобретен и я

Устройство для измерения давления содержащее датчик давления, выполненный в виде пьезоэлектрической пластины с ра змещенными на одной ее стороне двумя встречно-штыревыми 45 преобразователями поверхностных акустических волн, которйе подк;11очены к автогенератору, соединенному со смесителем, и частотомер, подключенный к выходу смесителя, отличаю50 Щ е е с я тем, что, с целью уменьшения температурной погрешности, в него введены последовательно включенные источник опорного напряжения дифференциальный усилитель и преоб55 разователь напряжение-частота, выходом подключенный к второму входу смесителя, при этом пьезоэлектрическая пластина датчика давления снабжена двумя электродами, разме312918294

,щенными по ее периметру с двух ее вые преобразователи и подключен к противоположных сторон, первый из второму входу дифференциального уси- которых-охватьгоает встречно штыре- лителя, а второй электрод заземлен.

Изобре тение относится к электронике и может быть использовано при разработке высокоточных устройств. Опорное напряжение с выхода источника 8 выбрано такой величины, чтобы частота сигнала на выходе преобразователя 11 напряжение - частота бьша равна частоте генератора 4 при номинальных давлении и температуре. Логический сумматор 10 вырабатывает разностную частоту между частотой преобразователя 11 напряжение-частота, изменяющейся от температуры, и частотой генератора 4, зависящей как от давления, так и от температуры газовой среды. Сигнал с выхода логического сумматора 10, частота которого пропорциональна величине из- G менения давления газа, подается на ® дешифратор 5. 1 ил. (Л 1чЭ 00 го со