Телеметрический датчик давления В.К.Подметухова Советский патент 1989 года по МПК G01L9/12 

(Л С

31520367

относится к радиотехвво л ну к н

пре- элекнике, а именно к устройствам для образования звуковых колебаний в трический сигнал.

Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей за счет одновременной передачи в эфир информации с координатами текущего времени, улучшение помехозащищенности и уменьшение массо- габаритов.

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого датчика; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.З разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - узел I на фиг.1.

Датчик давления состоит из металлического корпуса 1 с основанием 2, металлического центрального стержня 3 с тремя проходными конденсаторами k, общей клеммы 5 металлических зажимных колец 6, мембраны 7 состоящей из металлической пленки 8, металлической перемычки 9, диэлектрика 10, нижней металлизированной плоскости 11, Диск 12 представляет собой составной дисковый диэлектрический резонатор (СДДР) пятислойной структуры на подложках и диэлектриках первой 13, второй 17 и третьей 15 металлизированных подложках и двух диэлектриков 1 и 16. К второй подложке 17 подключен анод варактора 18, первый дроссель 19 проходной конденсатор k, резистор 20 и резистор 21, при этом к резистору 20 подключены клемма 22, служащая для подачи на анод варактора l8 напряжения смещения бтрицательной полярности, а к резистору 21 подключе отметчик 23 времени (электронные часы) , служащий для подачи последовательности импульсов (секунда, минута, часы). Коллектор транзистора 2k последовательно подключен к первой металли

д

5

0 5

30

35

40

Активным элементом - транзистором в условиях полного экранирования возбуждаются колебания СДДР 12, последний скреплен жесткой связью в единую пятислойную структуру в виде диска. Диск 12 состоит из двух диэлектриков И и 1б с тремя металлизированными связывающими подложками: первой 13f второй 17 и третьей 15.

СДДР электромагнитно связан с составной мембраной, выполненной в виде диэлектрической пленки 10 с двумя металлизированными плоскостями 8 и 11, скрепленными между собой жесткой связью.

Диаметр верхней металлизированной плоскости больше диаметра нижней металлизированной плоскости на 1/5 часть, причем к нижней плоскости диэлектрика 1 О подключен индуктивный вывод 32 и вентиль 31, к выходу которого жесткой связью подключена передающая антенна 33.

Заземленная перемычка У, нижняя плоскость 11, индуктивный вывод 32 образуют мембранный выходной фильтрующий контур (МВФК) выделяемой гармоники СВЧ-ЧМ-сигнала,

Вентиль служит для развязки МВФК от коэффициента стоячей волны (КСВ) передающей антенны.

Резонансный контур, состоящий из конструктивной цепочки 3-11 - 32 (МВфК), совместно с вентилем 31 осуществляет оптимальную связь генерируемой частоты СВЧ-ЧМ-сигнала с передающей антенной 33. Достоинством такой связи является то, что не требуется дополнительной настройки ратора по уровню выходной мощности в рабочем диапазоне генерируемых частот.

Перестройку выходной резонансной

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к устройствам для преобразования звуковых колебаний в электрический сигнал. Целью изобретения является повышение помехозащищенности и уменьшение массогабаритов. Датчик давления содержит отметчик 23 времени, составной диск 12 с металлизированными подложками, составную упругую мембрану, антенну 33, вентиль 31, транзистор 24, варактор 18, дроссели 19, 25, 28, проходные конденсаторы 4, резисторы 20, 21, 26, 29, клеммы 22, 27, 30 для подключения источника питания. 4 ил.

зированной обкладке 13, второму дрос- 45 частоты можно осуществить при помощи

50

селю 25, проходному конденсатору 4, резистору 26, к клемме 27, служащей для подачи на нее положительного напряжения от источника питания.

К эмиттеру транзистора 2 последовательно подключен третий дроссель 28, проходной конденсатор , резистор 2у. клемма 30, служащая для подачи на нее отрицательного напряжения с другого источника питания. К входу вент иля 31 подключен индуктивный вывод 32, к выходу вентиля 31 - антенна 33.

Схема устройства обладает следующими особенностями.

изменения воздушного зазора между ниж ней металлизированной плоскостью 11 мембраны 7 и между первой подлон(кой 13 диска СДДР 12.

Основным элементом устройства явля ется СДДР, который выполнен из диэлектриков 14 и 1б с малой Е с тремя металлизированными подложками - пленками: первой 13, второй 17, третьей 15.

Наибольший диаметр СДДР 12 соответствует четверти длины волны СВЧ- ЧМ-сигнала. СДДР повышает стабильность генерируемых частот, его конструктивные размеры выбираются в зави0

изменения воздушного зазора между нижней металлизированной плоскостью 11 мембраны 7 и между первой подлон(кой 13 диска СДДР 12.

Основным элементом устройства является СДДР, который выполнен из диэлектриков 14 и 1б с малой Е с тремя металлизированными подложками - пленками: первой 13, второй 17, третьей 15.

Наибольший диаметр СДДР 12 соответствует четверти длины волны СВЧ- ЧМ-сигнала. СДДР повышает стабильность генерируемых частот, его конструктивные размеры выбираются в зависимости от заданной рабочей длины волны СВЧ-ЧМ-сигнала. К выходу вентиля 31 жесткой связью подключена антенна - четвертьволновой несимметричный штырь 33.

Генератор собран на транзисторе 2 по схеме с общей базой как по переменной, так и по постоянной составля152

гащей. К эмиттерному выводу тpaнзиcтopa.Q звукового и ультразвукового диапазо- 2k подключен третий дроссель 28, образующий вместе с межэлектродной емкостью эмиттерного и коллекторного выводов транзистора 2k контур обратной связи. К диску СДДР 12 к первой под- j5 ложке 13 подключен коллектор транзистора 2k, который возбуждает резонансный контур СДДР 12. К второй подложке 17 подключен анод варактора 18 (третья подложка 15 служит связующим звеном). 20 Варактор 18 служит для управления частотой генератора. При изменении емкости варактора 18 в сторону увеличения

или в сторону уменьшения происходит

Перестройка частоты генератора. Ис- 25

входная (несущая частота) устанавливается при помощи подачи постоянного напряжения смещения на клемму 22, С целью привязки текущего времени

нов, в нем можно использовать сменные мембраны. При этом предлагаемый датчи можно использовать в качестве радиопередатчика для осуществления ближней радиосвязи без специальных усилителей мощности.

Формула изобретения

Телеметрический датчик давления, содержащий корпус, установленную в нем мембрану, резонансную систему воз буждения СВЧ-колебаний; отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет одновременной передачи интервало текущего времени с регистрируемой информацией, улучшения помехозащищенности, уменьшения, массогабаритов, в нег введены отметчик времени, вентиль, антенна, транзистор, резонансная система выполнена в виде составного диэлектрического резонатора с двумя металлизированными подложками, с первой из которых электромагнитно связана заземленная мембрана, выполненная в виде диэлектрической пленки с двумя металлизированными плоскостями, соеди ненными перемычкой, к нижней плоскост подключен через индуктивный вывод вход вентиля, к выходу которого жесткой связью подключена антенна, вторая подложка через включенный в прямом направлении варактор соединена с корпусом и через дроссель, проходной конденсатор и резистор связана с входом отметчика времени, а выводы транзистора подключены к первой подложке, кор- пусу и через соответствующие дроссели и проходные конденсаторы к шинам питания.

10

35

к измеряемым параметрам на второй ре- :, зистор 21 от электронного кварцевого отметчика 23 времени поступают метки времени (секунды, минуты, часы). Отметчик времени изготовлен на интегральных схемах в микроэлектронном исполнении.

Датчик работает следующим образом.

При включенном питании и воздействии акустических колебаний на мембрану

7 происходит изменение расстояния меж-.„

„40 ду первой металлизированной подложкой

13 СДДР 12 и нижней металлизированной плоскостью 10 мембраны 7. Из-за этого изменяется нагрузочная емкость резонатора и, следовательно, его резонансная частота, причем пропорционально колебанию мембраны 7 т.е. происходит частотная модуляция СВЧ-колебаний по закону мембраны 7. Таким образом, акустические колебания, действующие на гп мембрану 7, преобразуются в частотно45

367

модулированный сигнал сверхвысокой

частоты. При этом коэффициент преобразования прогиба мембраны 7 в частоту в экспериментальных проверках составил 200-300 кГц на микрон при выходной мощности в сотни милливатт.

Датчик может применяться для создания высокочувствительных микрофонов

звукового и ультразвукового диапазо-

нов, в нем можно использовать сменные мембраны. При этом предлагаемый датчик можно использовать в качестве радиопередатчика для осуществления ближней радиосвязи без специальных усилителей мощности.

Формула изобретения

Телеметрический датчик давления, содержащий корпус, установленную в нем мембрану, резонансную систему возбуждения СВЧ-колебаний; отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет одновременной передачи интервалов текущего времени с регистрируемой информацией, улучшения помехозащищенности, уменьшения, массогабаритов, в него введены отметчик времени, вентиль, антенна, транзистор, резонансная система выполнена в виде составного диэлектрического резонатора с двумя металлизированными подложками, с первой- из которых электромагнитно связана заземленная мембрана, выполненная в виде диэлектрической пленки с двумя металлизированными плоскостями, соединенными перемычкой, к нижней плоскости подключен через индуктивный вывод вход вентиля, к выходу которого жесткой связью подключена антенна, вторая подложка через включенный в прямом направлении варактор соединена с корпусом и через дроссель, проходной конденсатор и резистор связана с входом отметчика времени, а выводы транзистора подключены к первой подложке, кор- . пусу и через соответствующие дроссели и проходные конденсаторы к шинам питания.

В 6 МГ.1

11 V /5

л у

ГЗ

Фаг.1

Составитель Д.Расторгуев Редактор И.Ь1улла Техред И. Верес

Заказ 6668

Тираж 789

ВВДИПИ.Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

16

и

8

Л

д М10:1

Ю

tSSSSSSSSSSSSSm

Фие.З

11 Фиг. ч

Корректор С.Черни

Подписное