Устройство для измерения давления

 

Изобретение относится к устройствам для измерения давления и позволяет повысить точность измерений и уменьшить размеры устройства за счет исключения влияния отраженной водны деформации. При воздействии на воспринимающие концы волноводов 1 и Z единичного скачка давления в них распространяется волна деформации, которая преобразуется чувствительными пьёзозлементами 3 и 4 в электрическое, напряжение, поступающее на входы усилителей 5 и 6. В результате прохождения сигнала через линии 7, 9, 11 и 13 задержки и сумматоры 8, 10, 12 и 14 сигнал на выходе устройства имеет ту же форму, что и на входе, но двойную .амплитуду, что несущественно, а поскольку сигнал произвольной формы может быть представлен как совокупность единичных скачков давления, устр-во позволяет измерять давление, произвольно меняющееся со временем. 2 ил. (П

СОЮЗ СОВЕТСИИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУЬЛИН

21 Al!!9) (!!) (50 4 С 01 1 9/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ -", 1

Ъ

1

К А ВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3748843/24-10; 3748842/24-10 (22) 05.06.84 (46) 07. 10.86. Бюл. 1! 37 (72) Л.П.Шингель (53) 531.787(088.8) (S e) Авторское свидетельство СССР

Ф 1064170, кл. G 0 I L 9/08, 1982 .

Приборы для научных исследований, 1967, !! 6, с. 18-20. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к устройствам для измерения давления и позволяет повысить точность измерений и уменьшить размеры устройства за счет исключения влияния отракенной волны деформации. При воздействии на воспринимающие концы волноводов 1 и 2. единичного скачка давления в них распространяется волна деформации, которая преобразуется чувствительными пьезоэлементами 3 и 4 в электрическое. напрякение, поступающее на входы уси лителей 5 и 6. В результате прохождения сигнала -через линии 7, 9, 11 и 13 задержки и сумматоры 8, 10, 12 и 14 сигнал на выходе устройства имеет ту же форму, что и на входе, HG двойную ,амплитуду, что несущественно, а поскольку сигнал произвольной формы монет быть представлен как совокупность единичных скачков давления, устр-во позволяет измерять давление, произвольно меняющееся со временем. 2 ил.

При воздействии на воспринимающие концы волноводов 1 и 2 единичного скачка давления в них начинает рас-. пространяться волна деформации, которая преобразуется чувствительными пьезоэлементами 3 и 4 в электрическое напряжение, поступающее на входы усилителей 5 и 6. Сигналы на выходах усилителей 5 и 6 имеют форму, показанную на фиг. 2. Сигнал с выхода

12623

Изобретение относится к области измерения давлений, а именно к пьезоэлектрическим датчикам давления, и может быть использовано при измерении нестационарных давлений.

Цель изобретения — повышение точ-ности измерений и уменьшение размеров устройства за счет исключения влияния отраженной волны деформации.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для измерения давления; на фиг, 2 - графики сигналов ка выхо— дах согласующих усилителей„ линий задержки, сумматоров при работе устройства. 15

Устройство содержит длинный 1 и короткий 2 свободные волноводы, причем размеры волноводов удовлетворяют условию 1„=С„ (/С,-С Н /С, где 1,, соответствейно длины короткого и длин-2О ного волноводов; Н вЂ” толщина пьезоэлемента; С, С, С вЂ” соответственно скорости звука в материале короткого и длинного волноводов и пьезоэлемента, чувствительные пьезоэлементы 3 2S и 4, соединенные с согласующими усилителями 5 и 6. Выход согласующего усилителя 5 подключен к входу линии 7 задержки и суммирующему входу сумма— тора 8. Выход линии 7 задержки соединен с другим суммирующим входом сумматора 8, а его выход подключен к входу линии 9 задержки, выход которой соединен с суммирующим входом сумматора 10. Выход согласующего усилителя б соединен с входом линии 11 задержки и суммирующим входом сумматора 12. Выход линии 11 задержки подключен к вычитающему вхоцу сумматора 12, выход которого соединен с входом линии 13 задержки и суммирующим входом сумматора 14. Выход линии 13 задержки подключен к другому суммирующему входу сумматора 14, выход которого является выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

13 2 усилителя 5 поступа= г ка вход линия 7 задержки, где задерживается на время ,1, =27 =2-, где,, С, — соответст1 некко длина и скорость звука в волноводе 1 (фиг. 2S). С выхода линии 7 задержки сигнал поступает на вход сумматора 8, где суммируется с сигналом, поступающим непосредственно с согласующего усилителя 5, Результат сложения показан на фиг. 26.

С выхода сумматора 8 сигнал поступает на вход линии 9 задержки, где задерживается на время

2 7

L -Ь з 2 2С где 1,, С, — соответственно длина и скорость звука в коротком волноводе 2;

С„ — соответственно длина и скорость звука в чувствительном элементе .

С выхода линии 9 задержки сигнал поступает ка вход сумматора 10. Сиг— кал с согласующего усилителя 6 поступает на линию 11 задержки, где задерживается ка время

Р— L

11 2 С

На фиг. 24. показан сигнал на входе линии 11 задержки с обратным знаком.

Далее сигнал с ликии 11 задержки в сумматоре 12 вычитается из сигнала, поступающего непосредственно с согласующего усилителя 6 (фиг. 2нд . С выхода сумматора 12 сигнал поступает ка вход линии 13 задержки, где задерживается ка время i, =2 (фиг. 2-)

1з 2,7 и далее поступает на вход сумматора 14, где суммируется с сигналом, поступающим с выхода сумматора 12 (фиг. 2и). С выхода сумматора 14 сигнал поступает на вход сумматора 10, где суммируется с сигналом от ликии 9 задержки (фиг. 2к).

Таким образом, при воздействии единичного скачка "èãíàë на выходе устройства имеет ту же форму, что и на входе, ко двойную амплитуду„. что несущественно, а поскольку сигнал произвольной формы может быть пред— ставлен как совокупность единичных скачков, устройство позволяет измерять давление, произвольно мечяющееся со временем. В устройстве исключено влияние отраженной волны деформации за счет введения дополнительного волковода и компенсации погрешностей,, 1 2623

Формула изобретения

Составитель А. Лисицын

Редактор А. Шишкина Техред М. Ходаиич Корректор Л. Патай

Заказ 5417/38 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 что увеличивает точность измерения.

Кроме того, за счет отсутствия рассеивающих поверхностей или областей с переменным акустическим сопротивлением размеры предлагаемого устройства 5 могут быть существенно уменьшены за счет уменьшения длины волновода.

Устройство для измерения давления, содержащее первый акустический волновод, на одном конце которого расположен первый пьезопреобразователь, соединенный с первым усилителем, о т-f5 л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения погреш .ости измерений и уменьшения размеров устройства за счет исключения влияния отраженной волны деформации, в него вве- 20 дены второй акустический волновод, 13

4 на середине которого расположен второй пьеэопреобразователь, четыре линии задержки, четыре сумматора и второй усилитель, при этом выход первого усилителя соединен с первым входом первого сумматора и четыре первую линию задержки — с вторым входом первого сумматора, выход которого через вторую линию задержки подключен к первому входу второго сумматора, второй пьеэопреобразователь соединен с входом второго усилителя, выход которого подключен к первому входу третье" го сумматора и через третью линию задержки — к второму входу третьего сумматора, выход которого соединен с первым входом четвертого сумматора и через четвертую линию эадержки— с вторым входом четвертого сумматора, выход которого подключен к второму входу второго сумматора.