Устройство для функционального преобразования давления в напряжение

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

408)79

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 13.XI I.1971 (№ 1724159/18-10) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 10.XII.1973. Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 15.IV.1974

М, Кл. G 011 9/10

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 531.787.9 (088,8) Автор изобретения

А. И. Иоффе

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

ДАВЛЕНИЯ В НАПРЯЖЕНИЕ

Изобретение относится к приборостроению, а именно к преобразованию механических величин в электрические.

Известны датчики давления, у которых выходное напряжение функционально связано с измеряемым давлением (датчики барометрической высоты, воздушной скорости, расхода и др.).

В известных приборах функциональная зависимость достигается применением упругих чувствительных элементов и преобразователей перемещения с нелинейными характеристиками.

Существующие приборы обладают недостаточной точностью воспроизведения требуемых зависимостей давление — напряжение.

Цель изобретения — повышение точности воспроизведения требуемой функциональной зависимости.

Для этого в предлагаемом устройстве датчики давления соединены между собой каскадно, таким образом, что один из выходов предыдущего датчика соединен через согласующее устройство со входом последующего датчика, а другой выход через масштабное устройство — по схеме суммирования напряжений со вторым выходом последующего датчика.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из нескольких датчиков давления (Д), каждый из которых содержит упругий чувствительный элемент 1 и трансформаторный преобразователь перемещений

5 2 с двумя выходами (две выходные обмотки).

Датчики имеют линейные выходные характеристики. Конструктивно датчики давления могут быть выполнены или с подвижным якорем или с подвижной обмоткой.

10 Согласующие устройства (СУ) включены между выходом предыдущего и входом последующего датчиков. Согласующее устройство предназначено для того, чтобы исключить влияние сопротивления первичной цепи на ра15 боту предыдущего датчика. В качестве согласующего устройства могут быть применены, например, согласующие усилители. На чертеже приведены два согласующих устройства (СУ и СУ2), включенные соответственно

20 между первым и вторым и между вторым и третьим датчиками давления. При большем количестве датчиков количество согласующих усилителей соответственно увеличивается.

Масштабные устройства 3, 4 и 5 подключе25 ны ко второму выходу датчика давления и предназначены для получения требуемого масштаба выходного напряжения датчика.

Выходы датчиков через масштабные устройства соединены между собой по схеме сумми30 рования напряжений. В качестве масштабного

408179

Ц = «а„Р", п=1 где U, — выходное напряжение устройства;

P — измеряемое давление; а — постоянный коэффициент; и — степень полинома.

Предлагаемая схема реализует указанную зависимость.

Действительно, выходное напряжение трансформаторного датчика с линейной харак-еристикой пропорционально напряжению питания и давлению.

Для первого датчика выходное напряжение будет (2) U=K U„P, где U, напряжение питания датчика;

К вЂ” постоянный коэффициент.

Так как напряжение питания первого датчика является напряжением питания второго датчика, то с учетом уравнения (2) выходное напряжение второго датчика будет

U, = К U, P = U„. К Р =- К,P, (3) Где

U,=К U„.Ð;

К, =U„K, Аналогично выходное напряжение третьего датчика будет

U, = U„. Ê P = К,Р, (4) где К, =У„К .

3 устройства применены делители напряжений, состоящие из двух сопротивлений. Для получения требуемого масштаба можно применять и другие устройства, например трансформаторы с требуемым коэффициентом трансформации.

Устройство работает следующим образом.

Известно, что любую непрерывную плавную функцию можно представить в виде полинома и ссттееппееннии, т. е.

Подбирая с помощью масштабного устройства, требуемую величину выходных напряжений, поступающих со второго выхода датчиков (U „U>Ä U,,), и алгебраически просум5 мировав эти напряжения, как указано на чертеже, получают напряжение на выходе устройства, функционально связанное с измеряемым давлением в виде степенного полинома, воспроизводящего требуемую зависимость, 10 т. е.

U, = U,, + U,, + U,, = - a,P + а,Р + a,Р, (5) где а„а, а,— постоянные коэффициенты, 15 величины которых устанавливаются с помощью масштабного устройства.

Получение требуемого знака перед члена20 ми полинома (суммирование или вычитание напряжений) достигается соответствующим подключением к масштабному устройству концов выходной обмотки датчика.

Предмет изобретения

Устройство для функционального преобразования давления в напряжение, содержащее

ЗО датчики давления с линейной характеристикой, состоящие из упругого чувствительного элемента и трансформаторного преобразователя перемещения с двумя выходами, согласующие устройства и масштабные устройст35 ва, отличающееся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения требуемой функциональной зависимости, датчики давления соединены между собой каскадно, таким образом, что один из выходов предыдущего

40 датчика соединен через согласующее устройство со входом последующего датчика, а другой выход через масштабное устройство — по схеме суммирования напряжений со вторым выходом последующего датчика.