Датчик давления Советский патент 1989 года по МПК G01L9/10 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано д для преобразования давления в напряжение постоянного тока.

Цель изобретения - повьшение точности преобразования давления в электрический сигнал.

На фиг.1 изображена схема датчика давления; на фиг.2 - формы импуль- I сов напряжения, по ясняющие работу датчика давления.

Датчик давления содержит зтругий чувствительный элемент 1, дифференциальный трансформатор 2, состоящий из двз магнитопроводов 3 и 4, на I которых расположены включенные согласно первичные 5 и включенные встречно вторичные 6 обмотки, и якоря 7, жестко связанного с упругим чувствительным элементом, генератор 8 импульсов (ГИ), инвертор 9, электронный ключ (Кл1).10, компаратор (К) 11,В-триггер {т) 12, интегрирующий - усилитель 13, состоящий из операцион ного усилителя (ОУ) 14, двух резисторов R, н Rj подключенных к вхо- I ду усилителя, и конденсатора С, под- ключенного в цепь обратной связи усилителя 14, двухполярный источник 15 напряжения (ИН). Положительный вывод источника 15 напряжения через ; выходной ключ (Кл2) триггера Л 2

подсоединен к резистору Rj, а отри- I цательный - к резистору R, интегри- рующего усилителя 13. Для улучшения формы ш тульса на выводе дифференциального трансформатора 2 его вторичные обмотки зашунтированы резистором Кщ,

Датчик давления работает следующим образом.

При включении питания датчика генератор 8 импульсов начинает генерировать импульсы прямоугольной формы, поступающие на управляющую цепь электронного ключа 10. Ключ 10 будет замыкаться на время (Tj,) дей- ствия импульса генератора В, в результате чего на первичные обмотки дифференциального трансформатора 2 от источника 15 напряжения поступят импульсы напряжения положительной полярности, синхронные с импульсами генератора 8. При этом на выходе дифференциального трансформатора 2 наводятся импульсы с амплитудой, зависящей от измеряемого давления (фиг,2). Импульс напряжения с вы

5 Q

0

5

хода дифференциального трансформатора поступает на вход компаратора (Вх.2), на другой вход которого (Вх.1) поступает напряжение с выхода интегрирующего усилителя 13.

Напряжение с выхода компаратора поступает на информационный вход D-триггера 12 с прямым динамическим С-входом. D-триггер 12 реагирует на информационный сигнал в момент изменения сигнала синхронизации от О к 1, поступающего с выхода инвертора 9, при этом в D-триггер 12 осзпцествляется запись информации о знаке разности напряжений на входах компаратора 11 в момент прохождения заднего фронта импульса генератора 8 и ее хранение в D -триггере 12 в течение периода следования импульсов (Тц). При этом напряжение на выходе интегратора будет отслеживать изменения амплитуды импульсов на выходе дифференциального трансформатора 2, которые пропорциональны измеряемому давлению.

Благодаря измерению амплитуды импульса с выхода дифференциального трансформатора в момент прохождения заднего фронта импульса генератора 8 . импульсов, где вершина выходного импульса дифференциального трансформатора 2 имеет плоский характер, повы-i шается точность преобразования давления в электрический сигнал.

Формула изобретения

Датчик давления, содержащий упругий чувствительный элемент, дифференциальный трансформатор, генератор прямоугольных импульсов и источник напряжения, присоединенный к первичным обмоткам дифференциального трансформатора через ключ, управляющий вход которого подключен к генератору прямоугольных импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования давления в электрический сигнал, он снабжен инвертором, компаратором, триггером и интегрирующим усилителем, а источник напряжения выполнен двухполярным, причем его положительный вывод подключен через триггер к первому входу интегрирующего усилителя, к второму входу которого подключен отрицательный вывод источника напряжения, выход дифференци-

ального трансформатора подключен к второму входу компаратора, выход которого подключен к информахщонно- му входу триггера, вход синхронизации которого через инвертор подключен к генератору прямоугольных импульсов , а первый вход компаратора подключен к выходу интегрирующего усилителя, которьй является выходом датчика давления.

Изобретение относится к приборостроению и позволяет повысить точность преобразования давления в электрический сигнал. Для этого наряду с упругим чувствительным элементом 1, дифференциальным трансформато-ClQ-bg тттцртт т/о ром 2, состоящим из двух магнитопро-j водов 3 и 4, на которых расположены включенные согласно первичные 5 и включенные встречно вторичные 6 обмотки, и якоря 7, генератором 8 прямоугольных импульсов и источником напряжения, присоединенньм к первичным обмоткам дифференциального трансформатора 2 через ключ 10, датчик давления содержит инвертор 9, компаратор 11, триггер 12 и интегрирующий усилитель 13. Электрическая схема устройства обеспечивает отслеживание напряжением на выходе усилителя 13 амплитуды импульсов на выходе дифференциального трансформатора 2, которые пропорциональны измеряемому давлению. 2 ил. г I и S (f) .4 СП сл О5 сх

«Кц J

/

llMny/ t cff1

-t

l/f f7y/7 C Qf

/t/ e/jefft uof/f A ffffff rr a c o / o /rTO / cf

AfffMfe m o/rrcvema

)

Фие.2