RU199339U1 - Frequency pressure sensor - Google Patents
Frequency pressure sensor Download PDFInfo
- Publication number
- RU199339U1 RU199339U1 RU2020118475U RU2020118475U RU199339U1 RU 199339 U1 RU199339 U1 RU 199339U1 RU 2020118475 U RU2020118475 U RU 2020118475U RU 2020118475 U RU2020118475 U RU 2020118475U RU 199339 U1 RU199339 U1 RU 199339U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- circuit
- oscillations
- pressure sensor
- density
- temperature
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L11/00—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
Заявляемый в качестве полезной модели датчик давления частотный относится к измерительной технике и может быть использован для измерения давления газообразных сред, в частности, в системах воздушных сигналов летательных аппаратов или системах измерения давления повышенной точности.Техническим результатом является компенсация влияния плотности измеряемой среды на колебания чувствительного элемента датчика давления частотного.Сущность полезной модели заключается в том, что датчик давления частотный содержит модуль давления, включающий вибрирующий чувствительный элемент, схему обработки и выдачи сигнала, постоянное запоминающее устройство, схему возбуждения и регистрации колебаний, которая, в свою очередь, содержит: приемник сигналов резонансного контура, усилитель, обратный преобразователь, термочувствительный элемент и схему компенсации температурной погрешности, схему компенсации изменения плотности среды. В состав схемы компенсации изменения плотности среды введены: вибрирующий чувствительный элемент, соединенный со схемой возбуждения и регистрации колебаний, схема обработки и выдачи сигнала, которая соединена с термочувствительным элементом, схемой компенсации температурной погрешности и схемой возбуждения и регистрации колебаний.Экспериментальные исследования датчика давления частотного показали, что погрешности измерения давления сред с различной плотностью уменьшились на величину, достигающую порядка 30-40%.Заявляемый датчик давления частотный позволяет добиться погрешности измерения давления порядка 0,01% при измерении газов различной плотности.The frequency pressure sensor claimed as a useful model relates to measuring equipment and can be used to measure the pressure of gaseous media, in particular, in air signal systems of aircraft or in pressure measurement systems with increased accuracy. The technical result is to compensate for the influence of the density of the measured medium on the oscillations of the sensitive element frequency pressure sensor The essence of the utility model lies in the fact that the frequency pressure sensor contains a pressure module including a vibrating sensing element, a signal processing and output circuit, a read-only memory, a circuit for excitation and registration of oscillations, which, in turn, contains: a signal receiver resonant circuit, amplifier, inverter, temperature sensitive element and temperature error compensation circuit, compensation circuit for changes in the density of the medium. The structure of the compensation circuit for changes in the density of the medium includes: a vibrating sensing element connected to a circuit for exciting and recording oscillations, a signal processing and output circuit that is connected to a temperature sensitive element, a temperature error compensation circuit and a circuit for exciting and recording oscillations. that the errors in measuring the pressure of media with different densities have decreased by an amount reaching about 30-40%. The declared frequency pressure sensor allows you to achieve a pressure measurement error of the order of 0.01% when measuring gases of different densities.
Description
Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для измерения давления газообразных сред, в частности, в системах воздушных сигналов летательных аппаратов или системах измерения давления повышенной точности.The utility model relates to measuring technology and can be used to measure the pressure of gaseous media, in particular, in air signal systems of aircraft or in pressure measurement systems with increased accuracy.
Известны частотные датчики давления с чувствительным элементом в виде вибрирующего цилиндра (см. Горенштейн И.А. «Гидростатические частотные датчики первичной информации», Вульвет Дж. «Датчики в цифровых системах», Агейкин Д.И., Костина Е.И., Кузнецова Н.Н. «Датчики контроля и регулирования»), принцип функционирования которых заключается в создании обратной связи и поддержании колебаний чувствительного элемента на определенной гармонике собственных колебаний. При этом частота собственных колебаний чувствительного элемента зависит от измеряемого давления.Known frequency pressure sensors with a sensitive element in the form of a vibrating cylinder (see Gorenstein IA "Hydrostatic frequency sensors of primary information", Vulvet J. "Sensors in digital systems", Ageikin DI, Kostina EI, Kuznetsova NN "Control and regulation sensors"), the principle of operation of which is to create feedback and maintain the oscillations of the sensitive element at a certain harmonic of natural oscillations. The natural frequency of the sensing element depends on the measured pressure.
Указанные датчики давления имеют дополнительную погрешность измерения, обусловленную влиянием температуры на чувствительный элемент и влиянием плотности измеряемой среды (например, воздух, азот и т.д.) на процесс колебания чувствительного элемента. Одним из способов уменьшения обозначенной дополнительной погрешности измерения является использование в частотном датчике давления дополнительного элемента, чувствительного к температуре или к плотности измеряемой среды, с последующей компенсацией выходного сигнала по информации с дополнительного элемента, например, полезная модель №123 143 «Частотный датчик давления» и полезная модель №159 820 «Частотный датчик давления».The indicated pressure sensors have an additional measurement error due to the influence of temperature on the sensitive element and the influence of the density of the measured medium (for example, air, nitrogen, etc.) on the vibration of the sensitive element. One of the ways to reduce the indicated additional measurement error is to use an additional element in the frequency pressure sensor that is sensitive to temperature or to the density of the measured medium, followed by compensation of the output signal according to information from the additional element, for example, utility model No. 123 143 "Frequency pressure sensor" and utility model No. 159 820 "Frequency pressure sensor".
За прототип выбрана полезная модель №159820 «Частотный датчик давления», включающий предварительный преобразователь, вибрирующий чувствительный элемент (вибрирующий цилиндр), схему возбуждения и поддержания колебаний, схему обработки и выдачи сигнала, постоянное запоминающее устройство, (ПЗУ) для хранения калибровочных коэффициентов, термочувствительный элемент, схему компенсации температурной погрешности и схему компенсации изменения плотности среды.For the prototype, a useful model No. 159820 "Frequency pressure sensor" was selected, including a pre-transducer, a vibrating sensing element (vibrating cylinder), a circuit for exciting and maintaining vibrations, a signal processing and output circuit, a read-only memory (ROM) for storing calibration coefficients, temperature-sensitive element, compensation circuit for temperature error and compensation circuit for changes in the density of the medium.
Недостатком является то, что не решен вопрос влияния температуры на погрешность измерения плотности среды, что не позволяет в полной мере компенсировать влияние плотности среды на измерение давления.The disadvantage is that the issue of the influence of temperature on the error in measuring the density of the medium has not been resolved, which does not fully compensate for the effect of the density of the medium on the pressure measurement.
Предварительные результаты показали, что вклад температурной погрешности в сигнал компенсации может достигать 50%, в первую очередь, за счет неоднозначной зависимости выходного сигнала от плотности от температуры.Preliminary results showed that the contribution of the temperature error to the compensation signal can reach 50%, primarily due to the ambiguous dependence of the output signal on density on temperature.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является уменьшение погрешности измерения давления сред с различной плотностью.The problem to be solved by the claimed utility model is to reduce the error in measuring the pressure of media with different densities.
Технический результат заключается в компенсации влияния плотности измеряемой среды на колебания чувствительного элемента датчика давления частотного.The technical result consists in compensating the influence of the density of the measured medium on the oscillations of the sensitive element of the frequency pressure sensor.
Указанный технический результат достигается тем, что в конструкцию датчика давления частотного вводится схема компенсации изменения плотности, по своей конструкции аналогичная модулю давления, что позволяет по отдельности выполнять температурную компенсацию для измерения давления и измерения плотности.The specified technical result is achieved by the fact that a density change compensation circuit is introduced into the design of the frequency pressure sensor, which is similar in design to the pressure module, which makes it possible to separately perform temperature compensation for pressure measurement and density measurement.
Датчик давления частотный содержит модуль давления и схему компенсации изменения плотности. Модуль давления включает в себя вибрирующий чувствительный элемент, схему обработки и выдачи сигнала, постоянное запоминающее устройство, схему возбуждения и регистрации колебаний, термочувствительный элемент и схему компенсации температурной погрешности. Схема возбуждения и регистрации колебаний в свою очередь состоит из приемника сигналов резонансного контура, усилителя, обратного преобразователя.The frequency pressure sensor contains a pressure module and a density change compensation circuit. The pressure module includes a vibrating sensing element, a signal processing and output circuit, a read-only memory, a vibration excitation and recording circuit, a temperature sensing element, and a temperature error compensation circuit. The circuit for exciting and registering oscillations, in turn, consists of a resonant circuit signal receiver, an amplifier, and an inverse converter.
В состав схемы компенсации изменения плотности среды введены вибрирующий чувствительный элемент, схема возбуждения и регистрации колебаний, схема обработки и выдачи сигнала, термочувствительный элемент и схема компенсации температурной погрешности.A vibrating sensing element, a circuit for excitation and registration of oscillations, a circuit for processing and issuing a signal, a temperature-sensitive element and a compensation circuit for a temperature error are included in the compensation circuit for changes in the density of the medium.
На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого датчика давления частотного, где:FIG. 1 shows a block diagram of the proposed frequency pressure sensor, where:
1 - вибрирующий чувствительный элемент (вибрирующий цилиндр);1 - vibrating sensing element (vibrating cylinder);
2 - приемник сигналов резонансного контура;2 - receiver of resonant circuit signals;
3 - усилитель;3 - amplifier;
4 - обратный преобразователь;4 - reverse converter;
5 - схема обработки и выдачи сигнала;5 is a diagram of signal processing and output;
6 - постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) для хранения калибровочных коэффициентов;6 - read only memory (ROM) for storing calibration coefficients;
7 - схема возбуждения и регистрации колебаний, включающая в себя (2), (3), (4);7 is a diagram of excitation and registration of oscillations, including (2), (3), (4);
8 - модуль давления, включающий в себя (1), (5), (6), (7);8 - pressure module, including (1), (5), (6), (7);
9 - термочувствительный элемент;9 - thermosensitive element;
10 - схема компенсации температурной погрешности;10 - circuit for compensation of temperature error;
11 - схема компенсации изменения плотности среды, включающая в себя:11 - scheme for compensating for changes in the density of the medium, including:
1' - вибрирующий чувствительный элемент (вибрирующий цилиндр);1 '- vibrating sensing element (vibrating cylinder);
2' - приемник сигналов резонансного контура;2 '- receiver of resonant circuit signals;
3' - усилитель;3 '- amplifier;
4' - обратный преобразователь;4 '- inverter;
5' - схема обработки и выдачи сигнала;5 '- signal processing and output circuit;
7' - схема возбуждения и регистрации колебаний, включающая в себя (2'), (3'), (4');7 '- circuit for excitation and registration of oscillations, including (2'), (3 '), (4');
9' - термочувствительный элемент;9 '- thermosensitive element;
10' - схема компенсации температурной погрешности;10 '- compensation circuit for temperature error;
11' - схема компенсации температурной погрешности.11 '- temperature error compensation circuit.
Принцип работы предлагаемого датчика давления частотного заключается в следующем: схема возбуждения и регистрации колебаний 7, за счет создания положительной обратной связи поддерживает колебания вибрирующего цилиндра 1 в резонансе на определенной гармонике, причем частота собственных колебаний вибрирующего цилиндра зависит от измеряемого давления окружающей среды, которая подается во внутреннюю полость чувствительного элемента: увеличение измеряемого давления приводит к изменению геометрических размеров и жесткости чувствительного элемента, частота собственных колебаний также увеличивается, а за счет положительной обратной связи схемой возбуждения и регистрации колебаний 7 изменяется частота возбуждения через обратный преобразователь 4 для получения максимальной амплитуды колебаний стенок вибрирующего цилиндра в соответствии с резонансной кривой.The principle of operation of the proposed frequency pressure sensor is as follows: the excitation circuit and registration of
Калибровочные коэффициенты, хранящиеся в ПЗУ 6, используются при формировании выходного сигнала частотного датчика давления для приведения в соответствие выходного сигнала измеряемому давлению с учетом нелинейности функции преобразования чувствительного элемента и зависимости измеряемого давления от температуры.The calibration coefficients stored in the
Схема компенсации температурной погрешности 10 преобразует выходной сигнал с термочувствительного элемента 9, в электрический сигнал с учетом нелинейности выходного сигнала термочувствительного элемента и нелинейности изменения частоты собственных колебаний чувствительного элемента от измеряемого давления и температуры. Место установки термочувствительного элемента определяется требованиями к динамическим характеристикам датчика давления, при размещении в непосредственной близости к чувствительному элементу можно добиться минимальной температурной динамической погрешности.The temperature
По своей сути элементы 1', 5', 7' (с входящими 2',3',4'), 9', 10' аналогичны элементам 1, 5, 7 (с входящими 2, 3, 4), 9, 10. Разница заключается в том, что окружающая среда, давление которой необходимо измерить, подается одновременно во внутреннюю и внешнюю полости чувствительного элемента. Таким образом, присоединенная масса оказывает влияние на колебания стенок чувствительного элемента, и частота колебаний стенок зависит от плотности измеряемой среды.In essence, elements 1 ', 5', 7 '(with inputs 2', 3 ', 4'), 9 ', 10' are similar to
Принцип работы схемы 11 аналогичен приведенному ранее принципу работы модуля давления 8 датчика давления частотного. В схеме обработки и выдачи сигнала 6 происходит компенсация в выходном сигнале плотности измеряемой среды с учетом температурной погрешности в схеме компенсации изменения плотности.The principle of operation of
Экспериментальные исследования датчика давления частотного показали, что погрешности измерения давления сред с различной плотностью уменьшились на величину, достигающую порядка 30-40%.Experimental studies of the frequency pressure sensor showed that the errors in measuring the pressure of media with different densities decreased by an amount reaching about 30-40%.
В целом, предлагаемое техническое решение позволяет добиться погрешности измерения давления порядка 0.01% при измерении газов различной плотности.In general, the proposed technical solution makes it possible to achieve a pressure measurement error of the order of 0.01% when measuring gases of various densities.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020118475U RU199339U1 (en) | 2020-05-25 | 2020-05-25 | Frequency pressure sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020118475U RU199339U1 (en) | 2020-05-25 | 2020-05-25 | Frequency pressure sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU199339U1 true RU199339U1 (en) | 2020-08-28 |
Family
ID=72421149
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020118475U RU199339U1 (en) | 2020-05-25 | 2020-05-25 | Frequency pressure sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU199339U1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2163360C1 (en) * | 2000-05-16 | 2001-02-20 | Скотников Виктор Яковлевич | Frequency type pressure pickup |
RU123143U1 (en) * | 2012-06-06 | 2012-12-20 | Открытое акционерное общество "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения" (ОАО "УКБП") | FREQUENCY PRESSURE SENSOR |
RU159820U1 (en) * | 2015-08-13 | 2016-02-20 | Акционерное общество "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения" (АО "УКБП") | FREQUENCY PRESSURE SENSOR |
EP2700928B1 (en) * | 2012-08-23 | 2020-04-22 | ams International AG | Pressure sensor |
-
2020
- 2020-05-25 RU RU2020118475U patent/RU199339U1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2163360C1 (en) * | 2000-05-16 | 2001-02-20 | Скотников Виктор Яковлевич | Frequency type pressure pickup |
RU123143U1 (en) * | 2012-06-06 | 2012-12-20 | Открытое акционерное общество "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения" (ОАО "УКБП") | FREQUENCY PRESSURE SENSOR |
EP2700928B1 (en) * | 2012-08-23 | 2020-04-22 | ams International AG | Pressure sensor |
RU159820U1 (en) * | 2015-08-13 | 2016-02-20 | Акционерное общество "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения" (АО "УКБП") | FREQUENCY PRESSURE SENSOR |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4644482A (en) | Digital pressure transducer and corrections circuitry system | |
US4349881A (en) | Vibration instruments | |
RU199339U1 (en) | Frequency pressure sensor | |
RU159820U1 (en) | FREQUENCY PRESSURE SENSOR | |
US6925883B2 (en) | Non resonating close coupled probe | |
JP2014175927A (en) | Sound calibrator | |
SU884587A3 (en) | Device for measuring density of gaseous media | |
RU74466U1 (en) | SENSOR | |
RU123143U1 (en) | FREQUENCY PRESSURE SENSOR | |
RU2282162C1 (en) | Method of compensating additive temperature error of pickup with vibrating member | |
RU2300739C2 (en) | Method for compensating additive temperature error of indicator with vibrating element | |
SU540160A1 (en) | Vibration-frequency sensor with temperature compensation | |
SU994941A1 (en) | Method of measuring physical value by frequency pickup | |
SU1413457A1 (en) | Device for measuring pressure | |
SU1317296A1 (en) | Piezoresonance pressure transducer | |
SU836538A1 (en) | Hot-wire gauge | |
SU1578526A1 (en) | Force transmitter | |
SU1348654A1 (en) | Device for measuring substance volume in reservoirs | |
RU2323422C2 (en) | Mode of compensation of multiplicative temperature error of sensor with vibratory element (variants) | |
SU1384975A1 (en) | Pressure meter | |
RU2307329C2 (en) | Method of compensating multiplicative temperature error of pickup with vibration member | |
SU1413463A1 (en) | Method of calibrating pressure gradient transducers | |
RU2306530C2 (en) | Method of compensating additive temperature error of pickup with vibration member | |
JPH0783731A (en) | Volumenometer | |
SU1610275A1 (en) | Barometric method of determining height |