Термокоипенсированный преобразователь переменного давления

.,! -..!

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и1 482687

Союз Соертских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.05.73 (21) 1919561/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.08,75. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 08.12.75 (51) М. Кл. 6 01г 19/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.7(088.8) (72) Автор изобретения

В. М. Смотрицкий (71) Заявитель (54) TEPMOKOMH EHCH РОВАН Н Ъ| Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПЕРЕМЕННОГО ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения переменных давлений туннельным диодом.

Известен термокомпенсированный преобразователь переменного давления, содержащий генератор прямоугольных импульсов напряжения, соединенный с источником питания, два туннельных диода и измеритель выходного напряжения.

Однако такой преобразователь имеет недостаточную точность измерения переменного давления при работе в диапазоне давлений из-за связи чувствительности перобразователя давления с его диапазоном измерения.

При этом чувствительность необходимо выбирать по наибольшему статическому и переменному давлению вместе взятым, а не только по переменному давлению. Ограниченная чувствительность и определяет недостаточную точность измерения. Для расширенного диапазона измерения давления (статического и переменного) требуется значительное различие в пиковых токах туннельных диодов, а для полной температурной компенсации необходимо, чтобы температурные коэффициенты пикового тока каждого из туннельных дио дов были обратно пропорциональны их величине.

При одновременном изготовлении туннельных диодов их температурные коэффициенты близки, а специальный отбор туннельных диодов, изготовленных в разных партиях, требует дополнительного расхода времени и средств, в противном случае наблюдается неполная температурная компенсация, что дает дополнительную погрешность измерения при работе в диапазоне температур. Все это ограничивает применение известного преобразова10 теля при работе в диапазоне температур.

Цель изобретения — повышение точности измерения переменного давления.

Это достигается тем, что в предлагаемом преобразователе туннельные диоды включены

15 в два идентичных канала, каждый из которых содержит два ключа, причем управляющий вход первого ключа первого канала связан с управляющим входом второго ключа второго канала и с выходом генератора пря20 моугольных импульсов. Выходы упомянутых ключей через резисторы соединены с измерительным прибором, параллельно которому подключены также два конденсатора. Кроме того, в каждом канале туннельный диод под25 соединен параллельно первому ключу, выход которого соединен через усилитель с управляющим входом второго ключа, выходом связанного с источником питания непосредственно, а через диод — с измерительным прибо30 ром.

482687

На чертеже показан термокомпенсированный преобразователь переменного давления на туннельных диодах.

Преобразователь содержит два идентичных канала 1 и 2, генератор 3 периодических прямоугольных импульсов напряжения, два туннельных диода 4ь 4, источник 5 питания, измерительный прибор 6. Каждый канал имеет по два ключа 7ь 8 (7>, 8 ) резистор 9> (9 ), усилитель 10! (10 ), конденсатор 11> (11 ), диод 12! (12 ). Напряжение питания генератора 3 и усилителя 10 подается с выхода Е источника 5 питания.

Работа преобразователя переменного давления по обоим туннельным диодам и идентичным каналам совершается одинаково. В начале каждого цикла туннельные диоды находятся в состоянии низкого напряжения, ключи закрыты, т. е. находятся в непроводящем состоянии.

Ток l„(I „) через диоды 12 (12 ) дозаряжают конденсаторы, одновременно с этим растет ток, протекающий через резисторы. Когда этот ток достигает величины пикового тока туннельных диодов, диод 4> переключается в состояние высокого напряжения, при этом благодаря усилителям открываются ключи

8 (8 ) и прекращается нарастание токов I„ (1 „).

Туннельные диоды находятся в состоянии высокого напряжения вплоть до прихода импульса от генератора, открывающего ключи.

При этом шунтируются туннельные диоды, которые переключаются в состояние низкого напряжения и ключи 8! (8 ) закрываются.

Ключи 7! (7 ) закрываются после окончания импульса, и далее цикл повторяется. Характеристика типа усилителя такова, что когда туннельный диод находится в состоянии низкого напряжения, влияние входного сопротивления усилителя на туннель ый диод отсутствует.

Нарастание токов 1„(1, ) происходит с постоянной заряда, ориентировочно определяемой сопротивлением источника питающего тока и емкостью конденсаторов. Выходное напряжение равно разности напряжений на конденсаторах обоих каналов, каждое из которых пропорционально пиковым токам туннельных диодов и величинам сопротивлений постоянных резисторов 9> (9 ) и не зависит ни от изменений э.д.с. источника питающего тока, ни от изменений скорости нарастания его в пределах быстродействия ключей 8 (8 ), диодов 12! (12 ) и туннельных диодов.

20 5

Зо

-!0

Отсутствие искажений при измерении переменного давления обеспечивается разрядом конденсаторов, когда туннельные диоды находятся в состоянии высокого напряжения.

Разряд осуществляется через резисторы 9 (9 ) и измеритель 6, а при необходимости— через дополнительные резисторы, включенные параллельно резисторам 9 (9 ).

Чувствительность преобразователя к давлению (его коэффициент преобразования) при одном и том же туннельном диоде определяется сопротивлением резисторов (зависимость прямо пропорциональная). Выбор и изменение предела измерения давления по статическому давлению осуществляется изменением постоянного тока смещения 1см (1см) туннельных диодах, причем ток смещения меньше пикового тока туннельного диода.

При отсутствии тока смещения предел измерения давления наибольший и определяется лишь характеристиками примененного туннельного диода. Изменение пределов измерения давления и чувствительности осуществляется различными элементами устройства и независимо друг от друга. При изменении температуры выходное напряжение, измеряемое прибором 6, изменяется незначительно, тем самым обеспечивается температурная компенсация устройства.

Предмет изобретения

Термокомпенсиров анны и преобразователь переменного давления, содержащий генератор прямоугольных импульсов напряжения, соединенный с источником питания, два туннельных диода и измеритель выходного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения переменного давления, туннельные диоды включены в два идентичных канала, каждый из которых содержит два ключа, причем управляющий вход первого ключа первого канала связан с управляющим входом второго ключа второго канала и с выходом генератора прямоугольных импульсов, а выходы упомянутых ключей через резисторы соединены с измерительным прибором, параллельно которому подключены также два конденсатора, кроме того, в каждом канале туннельный диод подсоединен параллельно первому ключу, выход которого соединен через усилитель с управляющим входом второго ключа, выходом связанного с источником питания непосредственно, а через диод — с измерительным прибором.

482687

Составитель В. Ваганов

Техред 3. Тараненко

Корректор О Тюрина

Редактор Т. Рыбалова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2941!10 Изд. ¹ 1748 Тираж 902 Подписное

Ц11ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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