Схемы включения пьезорезонаторов в измерительных преобразователях

Возбуждение управляемого пьезорезонатора в измерительных преобразователях может осуществляться в следующих режимах:

а. автоколебаний

б. вынужденных колебаний

в. свободных колебаний

г. дифференциального включения.

а)В этом режиме пьезорезонатор используется в качестве частотозадающего элемента замкнутой системы, содержащей усилитель УС. Режим автоколебаний поддерживается в схеме на частоте близкой к частоте работы резонанса пьезорезонатора Пр.

Измеряемое воздействие модулирует собственную частоту и потери Пр, что приводит к частичной или амплитудной модуляции несущей частоты на выходе генератора.

б)Возбуждение пьезорезонатора Пр. осуществляется от независимого генератора Г. При работе Г на фиксированной частоте fo через исследуемый Пр. протекает ток, амплитуда и фаза которого определяется проводимостью исследуемого Пр. и амплитудой генератора. Измеряемое воздействие изменяя частоту Пр. или моделируя потери резонатора, вызывает амплитудную или фазовую модуляцию на выходе схемы. Или же во втором варианте генератор выполняется управляемым и управление частотой осуществляется блоком управления, который автоматически устраняет расстройку, вносимую изменяемым воздействием. Блок настройки может работать по принципу следящей системы, либо развертывающего преобразователя, а развёртка может вестись по амплитуде или фазе, только через исследуемый Пр. В момент,когда подстройка выполнена, включается измерительное устройство.

в)Измерение параметров исследуемого Пр. производится спустя некоторое время после того,как Пр. отключится от усилителя.Измеряемая схема фиксирует либо частоту затухающего (свободного) колебания, либо скорость затухания в зависимости от того, как используется управление Пр. по частоте или добротности. Такой режим свободных колебаний используется редко, чаще встречается режим (а).

г)Использование дифференциальных схем позволяет снизить погрешность ИП, а также увеличить линейный участок измерения, т.к. автогенераторы работают на частоте единицы-десятки МГц, а изменение частоты следует от Гц до кГц.

Способы повышения температурной стабильности частоты автогенератора:

Для многих разновидностей частоты ПРД(исключение - датчики температуры) воздействие температуры является одним из дестабилизирующих факторов.Уменьшение влияния температуры может быть снижено:

1.Выбором термостабильного Пр.

2.Испльзование цепей термокомпенсации в АГ.

3.Термостатирование схемы.

Наиболее распространенным является способ компенсации, основанный на подстройке частоты АГ при помощи ёмкости (обычно варикапа), значение которого регулируется в зависимости от температуры управляющих воздействий.

Основные типы пьезорезонаторов, используемых в измерительной технике:

1.Термочувствительные.

Бывают двух видов:

а) Измерительные преобразователи температура – частота.

б) Измерительные преобразователи теплового типа, использующие комбинацию из термочувствительного резонатора и дополнительного резонатора.

2.Тензочувствительные:

а) Дискретные.

Б)Интегральные.