Устройство для измерения давления Советский патент 1989 года по МПК G01L9/08 

Фиа.1

Изобретение относится к силоизме- рительной технике и может быть использовано для измерения давления и механических усилий..

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет снижения погрешности преобразования.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для измерения JQ давления; на фиг.2 - схема выполнения входящего в его состав блока обработки.

Устройство (фиг.1) содержит пье- зоэлемент 1 с дифференциальными об- 15 кладками 2 и 3, подключенными через коммутатор 4 к возбуждающему гене рато- ру- 5, делитель 6 частоты, триггер 7, . блок 8 обработки и индикатор 9. Выход возбуждающего генератора 5 через 20 делитель 6 частоты подключен к счет- , ному входу триггера 7. Прямой и инверсный выходы триггера 7 подключены к управляющим входам коммутатора 4 и блока 8 обработки, выход которого под-25 ключей к индикатору 9.

Блок обработки (фиг.2) содержит генератор 10 высокой частоты, выход которого подключен к сигнальным входам коммутаторов 11 и 12, счетчики 13 JQ и 14, формирователь 15 импульсов, схему 16 сравнения и третий коммутатор 17. Управляющие входы первого 11 и второго 12 коммутаторов подключены к соответствующим входам блока 8 об- ,5 работки, выход которого подключен к выходу третьего коммутатора 17. Выходы первого 11 и второго 12 коммутаторов подключены к входам счетчиков 1,3 и 14 соответственно, их входы сбро-др са подключены к одному из входов блока 8 обработки через формирова - - тель 15 импульсов, Выходы счетчиков 13 и 14 подключены к соответствующим входам схемы 16 сравнения, выход 45 которой соединена управляющим вхо«- дом третьего коммутатора 17, сигнальный вход которого подключен к выходу генератора 10,

Устройство для измерения давления -Q работает следующим образом,

В исходном состоянии на первом управляющем входе коммутатора 4 действ вует положительный импульс, обеспечивая подключение,возбуждающего генера- „ тора 5, через коммутатор 4, к дифференциальной обкладке 2 пьезоэлемен- та 1 и возбуждение дифференциальной обкладки 2 пьезоэлемента, Импульсы

возбуадения этой области с частотой ее резонанса поступают на вход дели теля 6 частоты, с выхода которого поле счета установленного числа импульсов сигнал поступает на счетный вход триггера 7, что приводит к .срабатыванию коммутатора 4 и переключению возбуждающего генератора 5 на другую дифференциальную обкладку пьезоэлемента 1. При этом положительный импульс с прямого выхода триггера 7 поступает на первый управляющий вход 8. обработки, где происходит измерение его длительности. Аналогичным образом, при возбуждении дифференциальной обкладки 3 пьезоэлемента 1 импульс с инверсного выхода триггера 7 поступает на второй управляющий вход блока 8 обработки, где происходит сравнение длительностей упомянутых импульсов, и результат сравнения, определяемый величиной измеряемого давления,, поступает на индикатор 9.

Сравнение длительностей периодов возбуждения дифференциальных обклад док 2 и 3 пьезоэлемента 1 происходит в блоке 8 обработки (фиг,2) следующим образом. Генератор 10 высокой частоты вырабатывает импульсы, поступающие на входы коммутаторов 11,1 и 17. Коммутатор И пропускает импульсы на счетчик 13 в течение периода возбуждения обкладки 2 пьезоэлемента 1, а коммутатор 12 пропускает импульсы на счетчик 14 в течение периода возбуждения обкладки 3 пьезоэлемента 1, таким образом, коммутатор 17 пропустит на индикатор 9 число импульсов, пропорциональное разности упомянутых периодов.

Благодаря тому, что коммутация /обкладок пьезоэлемента осуществляется по фиксированному числу импульсов возбуждения, снижается погрешность преобразования и тем самым повышается точность измерений.

Формула изобретения

1.Устройство для измерения давления, содержащее пьезоэлемент с двумя дифференциальными обкладками на одном металлизированном торце, индикатор и возбуждающий генератор, под- ключе нный к дифференциальным обкладкам через коммутатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет снижения погрешности преобразования, оно снабжено делителем частоты, триггером и блоком обработки, причем выход воэбуедающего генератора через делитель частоты подключен к счетному входу триггера, прямой и инверсный выходы триггера подключены к управляющим входам коммутатора и блока обработки, выход которого подключен к индикатору.

2. Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что в нем блок обработки содержит генератор высокой частоты, три коммутатора, два счетчика, схему сравнения и формирователь импульсов, причем выход генератора высокой частоты подключен к сигнальным входам коммутаторов, улрав- ляющие входы первого и второго коммутаторов подключены к соответствующим входам блока обработки, выход которого подключен к выходу третьего коммутатора, выходы первого и второго коммутаторов подключены к входам соответствующих счетчиков, входы сброса которых подключены к одному из входов блока обработки через формирователь импульсов, выходы счетчи5 ков подключены к соответствующим входам схемы сравнения, выход которой соединен с управляющим входом третьего коммутатора.

Изобретение относится к силоизмерительной технике и позволяет повысить точность измерений давления за счет снижения погрешности преобразования. Для этого наряду с пьезоэлементом 1 с дифференциальными обкладками 2 и 3, подключенными через коммутатор 4 к возбуждающему генератору 5, и индикатором 9, устройство для измерения давления содержит делитель 6 частоты, триггер 7 и блок 8 обработки. Благодаря введению делителя 6 частоты и триггера 7 достигается коммутация обкладок пьезоэлемента по фиксированному числу импульсов возбуждения генератора 5, что снижает погрешность преобразования давления в длительность импульсов и тем самым повышается точность измерений. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

П

15

А-Э

/5

х

щ

v