Перетворювач для вимірювання динамічного тиску

Перетворювач для вимірювання динамічного тиску, що містить корпус з круглою жорстко защемленою мембраною, на якій розташовані тензорезистори з виводами, та вихідний кабель, який відрізняється тим, що додатково містить диференціюючо-суматорний блок, до якого під'єднані виводи з тензорезисторів та вихідний кабель. Винахід відноситься до галузі вимірювальної техніки і може бути використаний при вимірюванні динамічного тиску довільного характеру в системах, що працюють в реальному масштабі часу, наприклад в таких галузях як теплоенергетика, енерготранспортування та енергооблік, аерокосмічна промисловість, двигунобудування. Відомий перетворювач для вимірювання динамічного тиску [Датчик динамічного тиску. Патент України на винахід №75915; Бюл. №6, 15.06.2006.], який містить корпус, круглу жорстко защемлену мембрану на якій розташовані тензорезистори з виводами та вихідний кабель. Однак цей датчик має низьку точність та надійність, оскільки є суміщеним датчиком, що містить два перетворювачі - тиску і прискорення (акселерометр), а також передбачає дві вимірювальні процедури - вимірювання переміщення мембрани та її прискорення. В основу винаходу поставлене завдання створити такий перетворювач для вимірювання динамічного тиску, в якому введення нових елементів дозволило б підвищити точність та метрологічну надійність вимірювання динамічного тиску довіль ного характеру в реальному масштабі часу з регламентованою похибкою. Поставлене завдання вирішується тим, що перетворювач для вимірювання динамічного тиску, що містить корпус з круглою жорстко защемленою мембраною, на якій розташовані тензорезистори з виводами, та вихідний кабель, згідно з винаходом, додатково містить диференціюючо-суматорний блок, до якого під'єднані виводи з тензорезисторів та вихідний кабель. Таке виконання перетворювача дозволяє підвищити точність та метрологічну надійність вимірювання динамічного тиску довільного характеру в реальному часі з регламентованою похибкою оскільки процедура вимірювання здійснюється за принципом відновлення вхідного сигналу шляхом обчислення значення вимірюваного тиску в момент часу t за формулою w ¢¢( t ) + 2b w ¢( t ) + ( w 2 + b 2 )w ( t ) kw де w ¢¢ (t) i w¢ (t), - прискорення та швидкість руху мембрани, котрі отримані шляхом диференціювання сигналу w(t) - прогин пружної мембрани p( t ) = (19) UA (11) 88935 (13) C2 (21) a200707927 (22) 13.07.2007 (24) 10.12.2009 (46) 10.12.2009, Бюл.№ 23, 2009 р. (72) ТИХАН МИРОСЛАВ ОЛЕКСІЙОВИЧ (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА", ТИХАН МИРОСЛАВ ОЛЕКСІЙОВИЧ (56) UA 75915, G01L 23/00, 15.06.2006 RU 2082129, G01L 9/04, 20.06.1997 SU 1791735, G01L 9/02, 30.01.1993 JP 60133334, G01L 9/00, 9/12, 13/06, 16.07.1985 SU 1300312, G01L 9/08, 30.03.1987 SU 1501266, H03M 1/10, 15.08.1989 SU 1396068, G01B 17/10, 7/16, H03M 1/00, 15.05.1988 3 88935 (вихідний сигнал) від дії вимірюваного тиску p(t); b - коефіцієнт демпфування; w - частота власних коливань мембрани; k - сталий коефіцієнт статичного перетворення для мембрани. На фігурі показана конструктивна схема перетворювача для вимірювання динамічного тиску. Перетворювач для вимірювання динамічного тиску, що дозволяє вимірювати динамічний тиск довільного характеру в реальному масштабі часу з регламентованою похибкою містить корпус 1 з круглою жорстко защемленою мембраною 2, на якій розташовані тензорезистори 3 з виводами 4, диференціюючо-суматорний блок 5 та вихідний кабель 6, який разом з виводами 4 з тензорезисторів 3 під'єднаний до диференціюючосуматорного блоку 5. Вимірюваний тиск р(t) подають на мембрану 2, її прогин w (t) (вихідний сигнал) вимірюють тензорезисторами 3, вихідні сигнали з тензорезисторів 3 через виводи 4 поступають у диференціюючосуматорний блок 5, у диференціюючосуматорному блоці 5 шляхом диференціювання вихідного сигналу визначають швидкість - w¢ (t), і прискорення - w ¢¢ (t) руху мембрани 2, та визнача Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 4 ють значення вимірюваного тиску p(t) в момент часу t за формулою w ¢¢( t ) + 2b w ¢( t ) + ( w 2 + b 2 )w ( t ) kw де, b - коефіцієнт демпфування; w - частота власних коливань мембрани 2; k - сталий коефіцієнт статичного перетворення для мембрани 2. Вихідний сигнал p(t) з диференціюючосуматорного блоку 5, значення якого еквівалентне значенню вимірюваного тиску через кабель 6 подають на показуючий пристрій, чи у систему автоматичного керування тощо. Зважаючи, що процедура вимірювання динамічного тиску здійснюється за принципом відновлення вхідного сигналу обчислювальним методом з застосуванням лише одного перетворення тиску у прогин мембрани 2, тому точність вимірювання та метрологічна надійність перетворювача є високими, а визначення значення вимірюваного тиску p(t) в момент часу t здійснюються практично одночасово з вимірювальною процедурою, тому вимірювання динамічного тиску відбувається в реальному масштабі часу з регламентованою похибкою. p( t ) = Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601