Преобразователь давления в электрический сигнал Советский патент 1990 года по МПК G01L9/04 

3. 16

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах измерения дав- л ения.

Цель изобретения - повьшение точности преобразования давления в электрический сигнал.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит полупроводниковую мембрану I, тензорезистив ный мост 2, сформированный на мембране, два дифференциальных усилителя 3 и 4, источник 5 питания, нагреватель 6, два делителя 7 и 8, причем делитель 7, состоящий из резисторов RI и Rj, выполнен термостабиль

ным, переключатель 9, формирователь 10 канальных интервалов времени, два модулятора 11 и 12, су1 1матор 13, формирователь 14 тактовых импульсов, блок 15 ослабления сигналов и ключ 16

Преобразователь работает следующим образом.

Напряжения, сформированные вторым д.елителем 8 напряжения (масштабирующее напряжение) и тензорезистивным мостом 2 (информативное напряжение), поступают на сигнальные входы переключателя 9. В результате Переключений, осуществляемых с помощью сигналов формирователя 10, поступаюпщх на управляющие входы переключателя 9, на выходе переключателя 9 образуется последовательность сигналов, характеризующих информативное и масштабирующее напряжение, подаваемые на его сигнальные входы, которые через модулятор 11 и усилитель 4 поступают на вход сумматора 13. На второй вход сумматора 13 через модулятор 12, блок 15 ослабления сигнала, и ключ 16 подается напряжение питания, которое используется для балансировки тензорезистивного моста 2 путем его сложения с усиленным выходным напряжением моста. Модуляторы 11 и 12 и формирователь 14 тактовых импульсов для устранения влияния напряжений смещения в усилителе 4 и блоке 15 на точность измерения, путем преобразования поступакшщх на их входы постоянных напряжений в переменные с последующей их демодуляцией на выходе сумматора 13.

Температурная стабилизация тензорезистивного моста 2 осуществляется путем усиления усилителем 3 сигнала.

снимаемого с выхода первого делителя 7 и с точки Л соединения второго делителя 8 с тензорезистивньв мостом 2 с последующей подачей усиленного сигнала на нагреватель 6.

Характеристики преобразования преобразователя представляют собой отношение переменных составляющих информативного и масштабирующего напряжений.

Формула изобретения

5

0

5

0

5

0

5

0

5

1. Преобразователь давления в электрический сигнал, содержащий тензорезистивный мост, сформированный на мембране датчика давления, два дифференциальных усилителя, нагреватель и источник питания, о т - лич а ющийс я тем, что, с целью повышения точности измерения,, в него дополнительно введены два ре- зисторных делителя напряжения, переключатель, формирователь канальных интервалов времени, два модулятора, сумматор, формирователь тактовых импульсов, блок ослабления сигналов, и ключ, причем источник питания подключены к входу первого делителя напряжения и к цепи, состоящей из последовательно соединенных второго делителя и тензорезистивного моста, при этом выход первого делителя и точка соединения второго делителя с тензорезистивным мостом подключены к . входам первого дифференхщального усилителя, к выходу которого подключен нагреватель, а выходы второго делителя и тензорезист БНого моста подсоединены к сигнальным входам переключателя, управляющие входы которого подключены к первым двум выходам формирователя канальных интервалов времени, третий выход которого подключен к управлягацему входу ключа, выход переключателя подключен к сигнальному входу первого модулятора, выход которого подключен к входу второго дифференциального усилителя, выход которого соединен с перв ым входом сумматора, управляющие входы модуляторов подключены к выходу формирователя тактовых импульсов, сигнальный вход второго модулятора подключен к источнику питания, его выход подсоединен к входу блока ослабления сигналов, выход которого подключен к сигнальному входу ключа.

5 1610327

соединенному по выходу с вторым вхо-ния вьполнены из термостабильного

дом сумматора, при этом выход сум-материала.

матора является выходом преобразова-3. Преобразователь по п.1, о т ,лича.ющийся тем, что в нем

2. Преобразователь по п.1, о т - резисторы Первого делителя напряжеличающийся тем, что в немния сформированы на недеформируемой

резисторы первого делителя напряже-части мембраны.

Изобретение относится к измерительной технике и повышает точность преобразования давления в электрический сигнал. Напряжение с делителя 8 и тензорезистивного моста 2 поступает на сигнальные входы переключателя 9, управляемого формирователем 10. На выходе переключателя образуется последовательность сигналов, характеризующих информативное и масштабирующее напряжения. Сигналы с выхода переключателя 9 через модулятор 11 и усилитель 4 поступают на первый вход сумматора 13, на второй вход которого через модулятор 12, блок ослабления 15 и ключ 16 подается напряжение питания для балансировки тензомоста. Модуляторы 11, 12 и формирователь 14 служат для устранения влияния напряжений смещения в усилителе 4 и блоке 15 на точность измерения. Температурная стабилизация тензорезистивного моста осуществляется за счет усилителя 3 и нагревателя 6. 1 ил.