ЭЛЕКТРОННЫЙ БЛОК ДАТЧИКА ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к измерительной технике, в частности к средствам измерения давления с помощью электрических элементов, чувствительных к механическому давлению, и может быть использована в конструкциях электронной аппаратуры.
Известен электронный блок датчика давления, описанный в п. РФ №19324 по кл. G01L 9/04, з. 03.01.2001 г., оп. 20.08.2001 г.
Известный электронный блок служит для преобразования давления в электрический сигнал и содержит последовательно соединенные датчик давления, сдвоенный переключатель, аналого-цифровой преобразователь, процессор и формирователь выходного сигнала, представляющий собой цифроаналоговый преобразователь, а также связанное с процессором постоянное запоминающее устройство, причем второй выход процессора подключен к управляющему входу сдвоенного переключателя, соединенного вторым входом с одной из диагоналей тензорезистивного моста сенсора, отличающийся тем, что процессор и постоянное запоминающее устройство являются перепрограммируемыми, причем постоянное запоминающее устройство выполнено в виде отдельного узла, выход которого соединен со вторым входом процессора, а вход - с третьим выходом процессора, четвертый выход которого подключен к второму входу аналого-цифрового преобразователя, выполненного многоканальным в виде единого узла со сдвоенным переключателем, формирователь выходного электрического сигнала представляет собой цифроаналоговый преобразователь, а вторая диагональ тензорезистивного моста сенсора связана с третьим входом сдвоенного переключателя через резистор.
Недостатком известного блока является сложность конструкции.
Наиболее близким по конструкции к заявляемому является электронный блок, используемый в приборе фирмы АО «ПГ «Метран», представленный в Приложении к заявке и выбранный в качестве прототипа.
Известный блок содержит плату цифроаналогового преобразователя и размещенные на ней регулятор напряжения, связанный выходами с последовательно соединенными между собой контроллером, цифроаналоговым преобразователем (ЦАП) и шунтовым регулятором тока, а также с преобразователем уровня, соединенным через коннектор с размещенным на отдельной плате аналого-цифровым преобразователем (АЦП), второй вход которого соединен с размещенным на этой же плате датчиком температуры, а третий вход через гибкий печатный проводник связан с расположенным вне указанных плат датчиком давления.
Недостаток известного электронного блока заключается в том, что такая схема соединения не обеспечивает надежной связи ЦАП и АЦП; при этом при таком соединении и значительном числе вспомогательных элементов, таких как преобразователь уровня, коннектор, схема усложняется, а размещение датчика температуры на отдельной плате, вдали от датчика давления, иногда приводит к ухудшению точности измерений вследствие саморазогрева платы ЦАП.
Задачей является повышение надежности узлов ЦАП и АЦП при повышении точности измерений.
Поставленная задача решается тем, что в электронном блоке датчика давления, содержащем плату цифроаналогового преобразователя и размещенные на ней регулятор напряжения, связанный выходами с последовательно соединенными между собой контроллером и цифроаналоговым преобразователем и шунтовым регулятором тока, а также расположенные вне этой платы датчик давления, связанный с помощью гибкого печатного проводника с аналого-цифровым преобразователем, и датчик температуры, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, аналого-цифровой преобразователь расположен на плате цифроаналогового преобразователя и связан с выходом регулятора напряжения и контроллером, а датчик температуры размещен на гибком печатном проводнике, связывающем аналого-цифровой преобразователь с датчиком давления.
Размещение АЦП на плате ЦАП обеспечивает надежную связь ЦАП и АЦП через контроллер, не требуя преобразователя уровня и использования коннектора, что в совокупности с расположением датчика температуры на гибком печатном проводнике упрощает схему, также повышая надежность работы. Размещение датчика температуры на гибком печатном проводнике непосредственно возле датчика давления уменьшает тепловые градиенты между датчиком давления и датчиком температуры, что уменьшает динамическую погрешность корректировки сигнала давления, которая возникает вследствие саморазогрева устройства, повышая точность измерений.
Технический результат - повышение надежности за счет упрощения конструкции при повышении точности измерений.
Заявляемая полезная модель обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками как расположение аналого-цифрового преобразователя на плате цифроаналогового преобразователя и связи его с выходом регулятора напряжения и контроллером, а также размещение датчика температуры на гибком печатном проводнике, связывающем аналого-цифровой преобразователь с датчиком давления, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.
Заявляемый блок может найти применение в датчиках давления, а потому соответствует критерию «промышленная применимость».
Полезная модель иллюстрируется чертежом, где приведена функциональная схема устройства.
Электронный блок содержит плату 1 цифроаналогового преобразователя и размещенные на ней регулятор 2 напряжения, связанный выходами с последовательно соединенными между собой контроллером 3, цифроаналоговым преобразователем 4 и шунтовым регулятором 5 тока, а также расположенный вне платы 1 датчик 6 давления, связанный с помощью гибкого печатного проводника 7 с аналого-цифровым преобразователем 8, и датчик 9 температуры. При этом аналого-цифровой преобразователь 8 также расположен на плате 1 цифроаналогового преобразователя и связан с выходом регулятора 2 напряжения и контроллером 3, а датчик 9 температуры размещен на гибком печатном проводнике 7, связывающем аналого-цифровой преобразователь 8 с датчиком 6 давления.
Устройство работает следующим образом.
Воздействие давления на датчик 6 давления преобразуется в деформацию чувствительного элемента, вызывая при этом изменение электрического сопротивления его тензорезисторов и разбаланс схемы моста Уинстона (на чертеже не показаны). Электрический сигнал, возникающий при разбалансе моста, передается с помощью гибкого печатного проводника 7 на плату 1, преобразуется аналого-цифровым преобразователем 8 и подается на контроллер 3, где в сигнал вносится коррекция по данным температуры датчика 6 давления, измеренной датчиком 9 температуры. Далее скорректированный сигнал подается на цифроаналоговый преобразователь 4, который управляет шунтовым регулятором 5 тока петли.
В сравнении с прототипом заявляемый электронный блок является более простым по конструкции и обеспечивает надежную связь ЦАП и АЦП и более надежную работу всего изделия при обеспечении высокой точности измерений.