Автономный измеритель давления

Авторы патента:

G01L23/10 - в виде пьезоэлектрических датчиков давления

Владельцы патента RU 2350916:

Мужичек Сергей Михайлович (RU)
Ефанов Василий Васильевич (RU)

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления ударной волны. Техническим результатом является автоматизация процесса съема информации об исправности автономного измерителя давления и о параметрах давления ударной волны. Сущность изобретения в том, что в автономный измеритель давления, содержащий пьезоэлектрический датчик и блок измерения, который состоит из аналого-цифрового преобразователя, блока памяти, элемента записи номера блока, при этом второй цифровой выход аналого-цифрового преобразователя соединен с входом блока памяти, первый выход аналого-цифрового преобразователя соединен с входом элемента записи номера прибора, выход которого соединен со вторым входом аналого-цифрового преобразователя, дополнительно введены элемент ИЛИ, элемент И-НЕ, блок формирования контрольных сигналов, блок съема информации, содержащий карты памяти, информационный порт, причем выход пьезоэлектрического датчика соединен одновременно с первым входом первого элемента ИЛИ и входом элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом блока формирования контрольных сигналов, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым выходом аналого-цифрового преобразователя и выходом источника питания, выход блока формирования контрольных сигналов соединен со вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, второй цифровой выход которого через блок памяти, карты памяти соединен с цифровым входом информационного порта, цифровой выход информационного порта является выходом блока съема информации. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давления ударной волны.

Известен автономный измеритель давления, который содержит пьезоэлектрический датчик и блок измерения, который состоит из аналого-цифрового преобразователя, блока памяти, элемента записи номера блока, причем выход пьезоэлектрический датчика соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, цифровой выход которого соединен с цифровыми входами блока памяти, цифровой выход которого является выходом автономного измерителя давления /1/.

Недостатком данного автономного измерителя давления является отсутствие режима автоматического съема информации об исправности автономного измерителя давления и о параметрах давления ударной волны.

Цель изобретения - автоматизация процесса съема информации об исправности автономного измерителя давления и о параметрах давления ударной волны.

Цель изобретения достигается тем, что в автономный измеритель давления, содержащий пьезоэлектрический датчик и блок измерения, который состоит из аналого-цифрового преобразователя, блока памяти, элемента записи номера блока, при этом второй цифровой выход аналого-цифрового преобразователя соединен с входом блока памяти, первый выход аналого-цифрового преобразователя соединен с входом элемента записи номера прибора, выход которого соединен со вторым входом аналого-цифрового преобразователя, дополнительно введены элемент ИЛИ, элемент И-НЕ, блок формирования контрольных сигналов, блок съема информации, содержащий карты памяти, информационный порт, причем выход пьезоэлектрического датчика соединен одновременно с первым входом первого элемента ИЛИ и входом элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом блока формирования контрольных сигналов, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым выходом аналого-цифрового преобразователя и выходом источника питания, выход блока формирования контрольных сигналов соединен со вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, второй цифровой выход которого через блок памяти, карты памяти соединен с цифровым входом информационного порта, цифровой выход информационного порта является выходом блока съема информации.

Кроме того, блок формирования контрольных сигналов состоит из первого, второго, третьего, четвертого и пятого ключей, элемента ИЛИ, задатчика постоянных сигналов, элемента И, порогового устройства, сдвигового регистра и генератора импульсов, причем первым, вторым и третьим входами блока формирования контрольных сигналов являются соответственно первый вход первого ключа, первый вход элемента И, вход порогового устройства, выход которого соединен со вторым входом элемента И, выход которого соединен с первым входом второго ключа, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, первый, второй и третий входы которого через первые входы третьего, четвертого и пятого ключей, соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами задатчика сигналов, вторые входы третьего, четвертого и пятого ключей соединены с выходами сдвигового регистра, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выходом блока формирования контрольных сигналов является выход первого ключа.

Новыми отличительными элементами в устройстве являются элемент ИЛИ, элемент И-НЕ, блок формирования контрольных сигналов, блок съема информации и связи между известными и новыми элементами устройства.

На фиг.1 приведена функциональная схема автономного измерителя давления, на фиг.2 - то же блока формирования контрольных сигналов.

Автономный измеритель давления содержит пьезоэлектрический датчик 1 и блок 2 измерения, который состоит из аналого-цифрового преобразователя 3, блока 4 памяти, элемента 5 записи номера блока, а также блок 6 съема информации, который состоит из последовательно соединенных карты 7 памяти, информационного порта 8, а также элемент ИЛИ 9, элемент И-НЕ 10, блок 11 формирования контрольных сигналов, при этом выход пьезоэлектрического датчика 1 соединен одновременно с первым входом элемента ИЛИ 9 и входом элемента И-НЕ 10, выход которого соединен с первым входом блока 11 формирования контрольных сигналов, второй и третий вход которого соединен соответственно с выходом источника питания и первым выходом аналого-цифрового преобразователя 3, выход которого одновременно соединен с входом элемента, а выход соединен со вторым входом элемента ИЛИ 9, выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя 3, второй вход которого соединен с выходом элемента 5 записи номера прибора, а вторая группа выходов с группой входов блока 4 памяти, выходы которого соединены с группой входов блока 6 съема информации, выход информационного порта 8 является выходом блока 6 съема информации.

Блок 11 формирования контрольных сигналов состоит из первого 12, второго 13, третьего 14, четвертого 15 и пятого 16 ключа, элемента ИЛИ 17, задатчика 18 постоянных сигналов, элемента И 19, порогового устройства 20, сдвигового регистра 21 и генератора 22 импульсов, причем первым, вторым и третьим входами блока формирования контрольных сигналов являются соответственно первый вход первого 12 ключа, вход порогового устройства 20, первый вход элемента И 19, а выходом блока 11 является выход первого 12 ключа, второй вход которого через второй 13 ключ соединен с выходом элемента ИЛИ 17, первый, второй и третий входы которого являются выходами третьего 14, четвертого 15 и пятого 16 ключей, вторые входы которых соединены с выходами сдвигового регистра 21, вход которого соединен с выходом генератора 22 импульсов, первые входы третьего 14, четвертого 15 и пятого 16 ключей соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами задатчика 18 сигналов, выход порогового устройства 20 соединен со вторым входом элемента И 19, выход которого соединен со вторым входом второго 13 ключа.

Автономный измеритель давлений позволяет повысить оперативность получения информации о параметрах ударной волны с учетом предварительной оценки работоспособности автономного измерителя давлений, за счет передачи информации на ЭВМ.

Автономный измеритель давления работает следующим образом.

При включении прибора происходит запись информации о номере прибора и проверка работоспособности прибора.

Запись номера прибора осуществляется в момент выдачи сигнала с первого выхода аналого-цифрового преобразователя 3 на вход элемента 5 записи номера прибора, который выдает сигнал на второй вход аналого-цифрового преобразователя 3, на основе которого формируется код номера прибора, который по второму цифровому выходу аналого-цифрового преобразователя 3 поступает на вход блока 4 памяти, с выхода которого через карты 7 памяти, информационный порт 8 передается на ЭВМ.

Проверка работоспособности автономного измерителя давлений осуществляется следующим образом: при включении питания на первый, второй и третий входы блока 11 формирования контрольных сигналов поступают сигналы соответственно с выхода пьезоэлектрического датчика 1 через элемент И-НЕ 10, первого выхода аналого-цифрового преобразователя 3 и выхода источника питания.

Сигналы, поступающие на первый, второй и третий входы блока 11 формирования контрольных сигналов, обеспечивают соответственно поступления сигнала на первый вход первого ключа 12 и через первый непосредственно и второй через пороговое устройство 20 входы элемента И 19 поступления сигнала на первый вход второго ключа 13, тем самым обеспечивая поступления сигналов с выхода элемента ИЛИ 17.

Пороговое устройство 20 срабатывает при условии соответствия уровня сигнала источника питания заданному значению.

Первый ключ 12 срабатывает при условии отсутствия сигнала с выхода пьезоэлектрического датчика 1.

Сигналы на входы элемента ИЛИ 17 поступают последовательно с первого, второго и третьего выходов задатчика 18 сигналов соответственно через третий 14, четвертый 15 и пятый 16 ключи за счет последовательной подачи на их вторые входы сигналов с генератора 22 импульсов через сдвиговый регистр 21.

Сигналы с выхода первого 12 ключа поступают через второй вход элемента ИЛИ 9, аналого-цифровой преобразователь 3 на вход блока памяти 4, с выхода которого через карты 7 памяти, информационный порт 8 на ЭВМ, обеспечивая выдачу информации об исправности прибора при условии соответствия заданного уровня питания и работоспособности электронной схемы.

Таким образом осуществляется запись и передача информации о номере прибора и его работоспособности, а также об исправности канала передачи информации.

Во время проведения измерений параметров ударной волны происходит воздействие ударной волны на пьезоэлектрический датчик 1, сигнал с выхода которого поступает одновременно на первый вход элемента ИЛИ 9 и вход элемента И-НЕ 10, тем самым обеспечивая блокирование блока 11 измерения контрольных сигналов.

Сигналы с выхода элемента ИЛИ 9, пропорциональные параметрам давления ударной волны, поступают через первый вход аналого-цифрового преобразователя 3, блок 4 памяти, карты 7 памяти, информационный порт 8 на вход ЭВМ.

Таким образом осуществляется оперативная передача информации о номере прибора, исправности электронной схемы блока измерений в момент включения питания и о параметрах ударной волны при осуществлении измерений.

1. Автономный измеритель давления содержит пьезоэлектрический датчик и блок измерения, который состоит из аналого-цифрового преобразователя, блока памяти, элемента записи номера блока, при этом второй цифровой выход аналого-цифрового преобразователя соединен с входом блока памяти, первый выход аналого-цифрового преобразователя соединен со входом элемента записи номера прибора, выход которого соединен со вторым входом аналого-цифрового преобразователя, отличающийся тем, что введены элемент ИЛИ, элемент И-НЕ, блок формирования контрольных сигналов, блок съема информации, содержащий карты памяти, информационный порт, причем выход пьезоэлектрического датчика соединен одновременно с первым входом первого элемента ИЛИ и входом элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом блока формирования контрольных сигналов, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым выходом аналого-цифрового преобразователя и выходом источника питания, выход блока формирования контрольных сигналов соединен со вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, второй цифровой выход которого через блок памяти, карты памяти соединен с цифровым входом информационного порта, цифровой выход информационного порта является выходом блока съема информации.

2. Автономный измеритель давления по п.1, отличающийся тем, что блок формирования контрольных сигналов состоит из первого, второго, третьего, четвертого и пятого ключей, элемента ИЛИ, задатчика постоянных сигналов, элемента И, порогового устройства, сдвигового регистра и генератора импульсов, причем первым, вторым и третьим входами блока формирования контрольных сигналов являются соответственно первый вход первого ключа, первый вход элемента И, вход порогового устройства, выход которого соединен со вторым входом элемента И, выход которого соединен с первым входом второго ключа, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, первый, второй и третий входы которого через первые входы третьего, четвертого и пятого ключей соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами задатчика сигналов, вторые входы третьего, четвертого и пятого ключей соединены с выходами сдвигового регистра, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выходом блока формирования контрольных сигналов является выход первого ключа.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам и способам для комплексного обследования сердечно-сосудистой системы. .

Пьезоэлектрический элемент и преобразователь колебаний с пьезоэлектрическим элементом // 2298300

Изобретение относится к устройствам для преобразования сигналов давления в электрические сигналы, и наоборот. .

Устройство для измерения параметров импульсного давления // 2296966

Изобретение относится к измерительной технике, конкретнее к области электрических и оптических измерений параметров импульсных механических нагрузок в виброакустике и физике ударных волн, в том числе при электровзрыве проводников и воздействии на вещество интенсивного излучения или корпускулярных пучков.

Датчик ударных волн // 2262088

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для регистрации моментов выхода ударных и детонационных волн на поверхностях элементов исследуемого объекта, а также для измерения параметров ударных и детонационных волн.

Датчик детонации // 2258208

Изобретение относится к контролю вибрации двигателей внутреннего сгорания, а именно к датчикам детонации нерезонансного типа, применяемым в системах гашения детонации в двигателях внутреннего сгорания.

Датчик быстропеременного давления (варианты) // 2242730

Изобретение относится к средствам преобразования быстропеременного и импульсного давления в электрический сигнал и может быть использовано в первичных преобразователях скорости потока вихревых расходомеров воды, газа, пара и других однородных сред.

Волноводный датчик импульсных давлений // 2241212

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению импульсных и быстропеременных давлений, и может быть использовано для измерения импульсного давления гидродинамического возмущения большой мощности при применении разрядно-импульсной технологии.

Пьезоэлектрический датчик быстропеременного давления // 2215275

Изобретение относится к измерительным устройствам и предназначено для работы в мощных транспортных и промышленных энергетических системах. .

Устройство и способ селеткова для определения давления и скорости движения ударных волн, скорости звука в среде их распространения и направления на звуковой источник // 2130597

Изобретение относится к исследованию характеристик звуковых ударных волн в сплошных средах и источников ударных волн. .

Пьезоэлектрический преобразователь давления в электрический сигнал // 2099678

Изобретение относится к области скважинной сейсмометрии и может быть использовано, в частности, в аппаратуре, применяемой для выявления заколонных перетоков флюидов в обсаженных скважинах, в которой в качестве датчиков используются пьезоэлектрические датчики давления, действие которых основано на явлении прямого пьезоэлектрического эффекта.

Датчик воздушных ударных волн // 2377520

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для измерения параметров импульсного давления, создаваемого в воздухе взрывным источником ударных волн

Запальная свеча с возможностью измерения давления // 2504720

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) с воспламенением от сжатия. Штифтовая запальная свеча содержит корпус с нагревательным элементом 3 (НЭ), выполненным в форме стержня. НЭ одним концом выдается за пределы корпуса свечи и размещается внутри камеры сгорания (КС) ДВС. В корпусе свечи размещен также измерительный элемент (ИЭ) 7. ИЭ предназначен для измерения давления в КС ДВС. ИЭ выполнен из пьезоэлектрического материала. НЭ и ИЭ соединены неразъемно, причем ИЭ присоединен к торцу НЭ. Технический результат заключается в повышении точности измерения давления за счет устранения влияния теплового расширения на результаты измерений. 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство для дистанционного измерения параметров сигнала пьезодатчика // 2556743

Изобретение относится к метрологии, в частности к средствам дистанционного контроля параметров пьезодатчиков. Устройство содержит пьезодатчик с нагрузкой, электроды которого соединены со входом усилителя тока, выход которого соединен кабельной измерительной линией с регистратором. Нагрузка пьезодатчика выполнена в виде омического делителя напряжения. Низкоомное плечо делителя образовано волновым сопротивлением кабеля дополнительной измерительной линии, соединенной с дополнительным регистратором. При этом параметры электрической схемы выбраны из следующих условий: RДЕЛ<<RУС; RДЕЛСПД<<τсигн, где RДЕЛ - полное сопротивление омического делителя; RУC - входное сопротивление усилителя тока; СПД - емкость пьезодатчика; τсигн - характерная длительность сигнала пьезодатчика. Технический результат - повышение информативности выполняемых измерений. 1 ил.

Способ промышленного производства прецизионных пьезоэлектрических чувствительных элементов // 2626080

Изобретение относится к технологии изготовления пьезоэлектрических чувствительных элементов из пьезоэлектрических материалов и может быть использовано при изготовлении датчиков динамического давления для двигателей внутреннего сгорания из синтетических кристаллов галлотанталата лантан La3Ga5,5Ta0,5O14. Сущность: каждый датчик формируют из трех чувствительных элементов идентичной длины. Каждый чувствительный элемент вырезают в форме прямоугольного бруска из термически обработанных монокристаллов галлотанталата лантана. Каждый чувствительный элемент имеет кристаллографическую ориентацию (22.0), длина чувствительного элемента совпадает с направлением, отвечающим на воздействие динамического давления. Чувствительные элементы изготавливают в едином технологическом цикле в три этапа. На первом этапе кристалл галлотанталата лантана режут вдоль кристаллографического полярного направления X с шагом, задающим толщину чувствительного элемента, на заготовки первого типа, имеющие плоскости реза кристаллографической ориентации (22.0), и шлифуют до заданной толщины и шероховатости. На втором этапе полученные заготовки первого типа с плоскостями реза X режут вдоль направления Y с шагом, задающим длину чувствительного элемента вдоль оси <0.10>, на заготовки второго типа. На третьем этапе полученные заготовки второго типа с плоскостями реза Y режут вдоль направления Z с шагом, определяющим ширину чувствительного элемента вдоль оси <00.1>, на заготовки третьего типа. Перед выполнением второго и третьего этапов предварительно полученные заготовки первого типа и второго типа склеивают в блоки и подвергают полученные блоки двухсторонней шлифовке и полировке до достижения заданного размера чувствительного элемента вдоль направления <01.0> и направления <00.1>. После выполнения второго и третьего этапов резки указанные блоки из заготовок первого и второго типов расклеивают и отмывают в органическом растворителе. На третьем этапе получают конечный продукт в виде серии чувствительных элементов идентичной длины, каждый из которых имеет кристаллографическую ориентацию (22.0). Технический результат: возможность получения в промышленных масштабах идентичных по геометрическим размерам микроминиатюрных чувствительных элементов с величиной разброса по линейным размерам не более ±0,5 мкм. 4 з.п. ф-лы.