Устройство для измерения давления Советский патент 1980 года по МПК G01L9/04 

Использование новых элементов и связей позволяет повысить точность измерения давления за счет ослабления влияния на выходной сигнал переходных процессов, вызванных замыканием и размыканием ключей.

На чертеже представлена схема описываемого устройства.

Предлагаемое устройство для измерения давления содержит рабочие тензорезисторы 1-4, с величиной сопротивления RO каждый, включенные в мостовую схему 5, ключи 6,7,8 и 9, управляемые генератором тактовых импульсов 10/ два резистора 11 и 12 с сопротивлением Ry, два масштабных усилителя переменного тока - неинвертирующий 13 и инвертирующий 14, квадратор 15, блок 16 деления и сумматор 17. Входы масштабных усилителе 13 и 14 через ключи 8 и 9 соответственно подключены к вершинам выходной диагонали мостовой схемы 5. Два резистора (11 и 12) подключены так, что общая точка их соединения с входом ключа 9 и вторые выводы через ключи 6 и 7 соответственно подсоединены к вершинам диагонали питания мостовой схемы 5. Выход неинвертирующего усилителя 13 подключен к входу квадратора и одному из входов сумматора, а выход инвертирующего услителя и выход квадратора соединены с входами блока 17 деления, выход которого подключен ко второму входу сумматора.

С мостовой схемы тензодатчика, образованной четырьмя активными тензо резисторами 1-4 с помощью двух ключей б и 7, управляемых генератором 10, получают два линейно-зависимЫх сигнала.

U,(p,t) и Uj(p,t),

где и (р,t) - напряжение, снимаемое с мостовой схемы 5 при отключенных растворах 11 и 12 и являющееся функцией температуры и давления/

U.J {р , t) - напряжение, снимаемое с мостовой схемы с включенными резисторами 11 и 12 и являющеес функцией температуры и давления.

Работа схемы осуществляется в два такта. В течение первого такта ключи 6,7И 9 разомкнуты, а ключ 8 замкнут а на -выходе мостовой схемы 5 формируется сигнал и(р t), который подаеся на вход неинвертирующего масштабного усилителя 13 переменного тока.

В течение второго такта ключи 6, и 9 замкнуты, а ключ 8 разомкнут. При замкнутых ключах 6 и 7 параллель но плечам 3 и 4 мостовой схемы подключаются резисторы 11 и 12, имекяцие сопротивление R , в результате чего с выхода мостовой схемы снимается

сигнал Сигнал поступает на вход инвертирующего масштабного усилителя 14 переменного тока. Используя теорию мостовых схем, можно показать, что скорректированный по температуре сигнал, зависящий только от давления Uц,связан с и(р)и и2(р1)следующей зависимостью:

и,.к..илр.,1 (1)

Lu,,lp.t) 1 J 7

где. ,.(.ш1 о

RH сопротивление нагрузки.

Формула (-1) выражает связь между выходными сигналами и(рЪ)и Ujip-t), которая может быть использована для получения скорректированного сигнала. С этой целью сигнал U)(p-t) подается

0 на входы сумматора 17 и квадратора 15. С последнего сигнал, пропорциональный величине U(piJ, одновременно с сигналом U2(ptl, снимаемым с инвертирующего усилителя 14, поступает на

5 входы блока 16. После этого сигнал, пропорциональный величине, поступает на сумматор 17. На вьусоде. сумматора образуется сигнал, пропорционгшьный скорректированному по температуре выходному напряжению мостовой схемы и.

Использование новых элементов и связей позволяет повысить точность измерения давления датчиком с температурной коррекцией выходного сигнала, так как ключи, с помощью которых формируется сигнал коррекции, включены не последовательно с резисторами мостовой схемы, а коммутируют цепи, параллельные плечам мостовой схемы. Поэтому переходные процессы,, имеющие место при неодновременном изменении состояния ключей в силу идентичности их схем, значительно ослаблены и их влия-i ние на процесс измерения давления значительно меньше.

Формула изобретения

Устройство для измерения давления Q содержащее рабочие тензорезисторы, включенные в мостовую измерительную схему, четыре ключа, управляемые генератором тактовых импульсов, два масштабирующих усилителя, переменного тока - неинвертирующий и инвертирующий, входы которых через первый и второй ключи соответственно соединены с вериингши выходной диагонали моста, и сумматор, один вход которого соединен с выходом неинвертирующего 0 шунта усилителя, о тли ч ающе ес я тем, что, с целью повышения точности измерения давления, введены два резистора, квадратор и блок деления, причем общая точка соединения резисторов подключена к входу второго

ключа, а выводы резисторов через третий и четвертый ключи соединены с вершинами диагонали питания мостовой схемы, вход квадратора подключен к выходу неинвертирукяцего масштабного усилителя, выходы квадратора и инвертирующего масштабного усилителя подключены к соответствующим входам блока деления, выход которого соединен

со вторым входом сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент ОНА № 3447362, 1сл. 73-88,5, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР 547661, кл. G ОГ L 9/04, 1975 (прототип).