Устройство для измерения давления Советский патент 1989 года по МПК G01L11/00 

сд

о

00

и усилителями 4 и 6, в разрыве между которыми установлен управляемый ключ 5. По команде таймера 9 кольцо обратной связи частотного датчика замыкается и размыкается, в последнем случае резонатор переходит с режима автоколебаний в режим свободных колебаний, при этом ключ 7 замыкается и производится измерение добротности резонатора при помощи компараторов 10-12, делителя напряжения 8 и логических Элементов 16-21. Далее при помощи управляемого делителя 23, вентиля 24 и счетчика 25 формируется сигнал где f - частота колебаний; Q - добротность резонатора. По этому сигналу производится диагностика резонатора и проверяется стабильность и достоверность его рабочей характеристики. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам измерения давления газов и жидкостей. Целью изобретения является повышение точности измерения и расширение функциональных возможностей устройства для измерения давления путем контроля состояния резонатора частотного датчика. Устройство содержит частотный датчик давления с возбудителем колебаний 1, резонатором 2, приемником 3 и усилителями 4 и 6, в разрыве между которыми установлен управляемый ключ 5. По команде таймера 9 кольцо обратной связи частотного датчика замыкается и размыкается, в последнем случае резонатор переходит с режима автоколебаний в режим свободных колебаний, при этом ключ 7 замыкается и производится измерение добростности резонатора при помощи компараторов 10, 11, 12, делителя напряжения 8 и логических элементов 16-21. Далее при помощи управляемого делителя 23, вентиля 24 и счетчика 25 формируется сигнал N=F/Q где F-частота колебаний

Q-добротность резонатора. По этому сигналу производится диагностика резонатора и проверяется стабильность и достоверность его рабочей характеристики. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления жидких и газообразных сред.

Целью изобретения является повышение точности измерения и расширение функциональных возможностей путем контроля состояния резонатора.

На фиг. 1 представлена схема устройства для измерения давления; на фиг. 2 - временная диаграмма его работы.

Последовательно соединенные в кольцо возбудитель 1, резонатор 2, приемник колебаний 3, предварительный усилитель 4, ключ 5, усилитель мощности 6 образуют автоколебательный контур частотного датчика. К выходу предварительного усилителя 4 через ключ 7 подключены входы компаратора 10-12, а другие их входы подключены к плечам делителя напряжения 8. С ключами 5 и 7 соединен выход таймера 9. Выходы компараторов 10-12 через формирователи коротких импульсов 13-15 связаны с триггерами 16 и 17, которые в свою очередь через схемы ИЛИ 18 и 19 подключены к счетчикам 20 и 21. Выход счетчика 21 соединен с таймером 9, а выход счетчика 20 - с блоком контроля 22. С блоком контроля 22 связан также выход усилителя мощности 6. В состав блока контроля 22 входят управляемый делитель частоты 23, вентиль 24 и счетчик 25.

Устройство для измерения давления работает следующим образом.

Таймер 9 генерирует импульс длительностью Т, который открывает ключ 5 и закрывает ключ 7. Автоколебательный контур при этом замкнут и в нем устанавливают автоколебания с частотой, близкой к частоте собственных колебаний резонатора. Разница частоты автоколебаний и собственных колебаний обусловлена фазовым сдвигом в системе возбуждения: Д1 „-.

По окончании импульса Т ключ 5 размыкается, а ключ 7 замыкается. Амплитуда колебаний резонатора уменьшается по экспоненте. Одновременно начинают работать компараторы 10-12, формируя из уменьщающегося синусоидального напряжения импульсы уменьшающейся щирины. Так как уровни срабатывания компараторов определяются делителем 8, то наивысщий уровень имеет компаратор 10, а наименьший - компаратор 12. Первым перестает срабатывать

компаратор 10. В течение отрезка времени, когда срабатывают только компараторы 11 и 12, идет запись импульсов в счетчик 20, причем для этого из перепадов напряжения на выходах компараторов формируются

короткие импульсы с помощью формирователей 13-15. Триггер 16 и схема ИЛИ 18 служат для формирования счета импульсов по окончании работы компаратора 10. Триггер 17 и схема ИЛИ 19 служат для формирования счета импульсов по окончаНИИ работы компараторов 10 и П. В счетчике 20 формируется код, пропорциональный добротности резонатора N In (v2/vi)

второй импульс, прощедщий в счетчик 21, и

появивщийся перепад на выходе его второго разряда служат для нового запуска таймера 9 и повторения цикла автоколебаний и измерения добротности. Код из счетчика 20 вместе с частотным сигналом с выхода усилителя мощности 6 поступают в блок контроля 22.

Блок контроля 22 работает следующим образом.

Код из счетчика 20 поступает в управляемый делитель частоты 23, на выходе

которого образуется импульсная последовательность с частотой f/Q. Одновременно с запуском автоколебаний импульс Т открывает вентиль 24 и в счетчике 25 идет счет импульсов частоты f/Q. По окончании импульса в счетчике 25 код составляет

N fT/Q.

Таким образом, на одном выходе устройства (усилитель 6) формируется сигнал, несущий информацию об измеряемом давлении, на другом выходе (счетчик 20) - код, пропорциональный добротности резонатора,

а на третьем выходе (счетчик 24) - код, пропорциональный отношению f/Q, которое может характеризовать внутреннее состояние материала резонатора. Для резонаторов

частотных датчиков в пределах упругости материала должно сохраняться неизменное это отношение. Этот факт дает возможность, измеряя отношение f/Q, оценивать состояние материала резонатора и, не снимая датчика с объекта измерений, своевременно сделать вывод о необходимости его повторной градуировки.

В устройстве путем подключения входов компараторов 10 и 11 к одному и тому же делителю напряжения достигается высокая точность измерения добротности резонатора, что обеспечивает повышение точности измерения давления.

Формула изобретения

Устройство для измерения давления, содержащее частотный датчик давления, включаюш.ий в себя последовательно соединенные возбудитель колебаний, резонатор, приемник колебаний, предварительный усилитель, первый ключ и усилитель мош,- ности, соединенный своим выходом с входом возбудителя колебаний и с частотомером, а также таймер, второй ключ, первый компаратор, первый триггер и первый счетчик, при этом выход предварительного усилителя соединен через последовательно включенный второй ключ с первым компаратором, а выход таймера соединен с управляющими входами первого и второго ключей, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения функциональных возможностей путем контроля состояния резонатора, в него введены делитель напряжения, второй и третий компараторы, первый, второй и третий формирователи импульсов, второй триг0

гер, первая и вторая схема ИЛИ, второй счетчик и последовательно соединенные управляемый делитель частоты, вентиль н третий счетчик, а также прибор контроля состояния резонатора, при этом первые входы первого, второго и третьего компараторов соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами делителя напряжения, а вторые их входы подключены параллельно к выходу второго ключа, выход первого компаратора через первый формирователь импульсов соединен с единичным входом первого триггера, выход второго компаратора через второй формирователь импульсов - с нулевым входом пер5 вого триггера, с единичным входом второго триггера и с первым входом первой схемы ИЛИ, выход третьего компаратора через третий формирователь импульсов - с нулевым входом второго триггера и с вторым входом второй схемы ИЛИ, единичный выход первого триггера соединен с вторым входом первой схемы ИЛИ, а нулевой его выход - с нулевым входом первого счетчика, единичный выход второго триггера соединен с нулевым входом

5 второго счетчика, а нулевой его выход - с первым входом второй схемы ИЛИ, выходы первой и второй схем ИЛИ соединены со счетными входами первого и второго счетчиков, выход первого счетчика соединен с управляющим входом управляемого

0 делителя частоты, выход второго счетчика соединен с входом таймера и с нулевым входом третьего счетчика, причем выход частотного датчика давления соединен с входом управляемого делителя частоты, а выход третьего счетчика - с входом при5 бора контроля состояния резонатора.

0

--лтч--:

v