СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ
Вид РИД
Изобретение
Известны способы измерения давления, основанные на использовании пьезоэлектрического эффекта.
Особенностью предложенного способа является то, что используют зависимость затухания собственных колебаний ударновозбуждаемого пьезоэлемента от давления воздушной среды и преобразуют величину затухания в цифровой код. Это позволяет повысить чувствительность и точность измерения.
На фиг. 1 представлена блок-схема измерительного устройства, осуществляющего предложенный способ; на фиг. 2 - график напряжений, снимаемых с пьезоэлемента.
Генератор возбуждения 1 с помощью импульса напряжения с длительностью, равной половине периода собственных колебаний пьезоэлемента, ударно возбуждает пьезоэлемент 2. Электрические слабозатухающие колебания, снимаемые с пьезоэлемента 2, усиливаются линейным усилителем 3 и подаются на дискриминаторы 4 и 5, имеющие уровни срабатывания U1 и U2, и на дискриминатор 6, уровень срабатывания которого меньше U1, но больше U2.
Дискриминаторы 4 и 5 соединены со входами запрета схем «НЕ - И» 7 и 8, а дискриминатор 6 - с нормальным входом схемы «НЕ - И» 7. Когда амплитуда электрических колебаний, поступающих на входы дискриминаторов, переходит уровень U1, срабатывает схема «НЕ - И» 7 и открывает ключевое устройство 9. С этого момента электрические колебания пьезоэлемента, усиленные формирователем 10, через ключевое устройство 9 проходят на запоминающее устройство 11.
При использовании в качестве пьезочувствительных элементов кварцевых резонаторов, имеющих паразитные гармоники, в состав усилительного устройства входит линейный резонансный усилитель, обеспечивающий эффективный отсев паразитных гармоник. Можно использовать резонансный усилитель с относительно высокой добротностью LC-контура, так как изменение частоты собственных колебаний пьезоэлемента в диапазоне измеряемых давлений относительно мало.
Таким образом, в пьезоэлектрическом датчике давления имеет место следующая цепь преобразований.
Давление Р → добротность Q → временной интервал τ → число импульсов N.
Предложенный способ измерения давления может быть использован при работе с кварцевыми резонаторами, а также в случае применения чувствительных элементов из пьезокерамики.
Способ измерения давления воздушной среды, основанный на использовании пьезоэлектрического эффекта, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности и точности измерений, используют зависимость затухания собственных колебаний ударновозбуждаемого пьезоэлемента от давления воздушной среды и преобразуют величину затухания в цифровой код.
