RU1778584C - Device for measuring pressure in cylinder of internal combustion engine - Google Patents
Device for measuring pressure in cylinder of internal combustion engineInfo
- Publication number
- RU1778584C RU1778584C SU904848306A SU4848306A RU1778584C RU 1778584 C RU1778584 C RU 1778584C SU 904848306 A SU904848306 A SU 904848306A SU 4848306 A SU4848306 A SU 4848306A RU 1778584 C RU1778584 C RU 1778584C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- operational amplifier
- output
- key
- converter
- charge
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
Использование: в измерительной технике при измерени х быстропеременных давлений газов в цилиндре поршневого двигател внутреннего сгорани (ДВС). Цель: повышение точности измерени давлени . Сущность изобретени : устройство содержит последовательно соединенные пьезоэлектрический датчик давлени , преобразователь зар да в виде операционного усилител с измерительным конденсатором и ключом между его инвертирующим входом и выходом, измерительный блок, а также последовательно соединенные операционный усилитель, ключ и запоминающий блок между выходом и неинвертирующим входом преобразовател зар да. Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные преобразователь угла поворота коленчатого вала, формирователь импульсов и схему задержки импульсов, выход которой соединен с управл ющим входом ключа, а вход - с управл ющим входом ключа преобразовател зар да, выход которого соединен с инвертирующим входом операционного усилител . Положительный эффект: уменьшение погрешностей , обусловленных дрейфом нул операционного усилител . 3 ил. ёUsage: in measuring technique for measuring rapidly varying gas pressures in a cylinder of a reciprocating internal combustion engine (ICE). Purpose: improving the accuracy of pressure measurement. Summary of the invention: the device comprises a piezoelectric pressure sensor connected in series, a charge converter in the form of an operational amplifier with a measuring capacitor and a key between its inverting input and output, a measuring unit, as well as an operational amplifier, a key and a memory unit connected in series between the output and the non-inverting input of the converter charge. In addition, the device contains a serially connected converter of the angle of rotation of the crankshaft, a pulse shaper and a pulse delay circuit, the output of which is connected to the control input of the key, and the input to the control input of the key of the charge converter, the output of which is connected to the inverting input of the operational amplifier. Positive effect: reduction of errors caused by the zero drift of the operational amplifier. 3 ill. ё
Description
Изо.бретение относитс к измерительной технике и может быть использовано при измерени х быстропеременных давлений газов в цилиндре (индицировании) поршне-- вого двигател внутреннего сгорани (ДВС), когда давлениз носит циклический характер изменени и имеет участки с нулевым значением .The invention relates to a measuring technique and can be used for measuring rapidly varying gas pressures in a cylinder (indexing) of a reciprocating internal combustion engine (ICE) when the pressure is cyclic in nature and has sections with a zero value.
Целью изобретени вл етс повышение точности измерени давлени . Кроме того, изобретение позвол ет не производить подбор (согласование) транзисторов во входном дифоеренциальном каскаде операционного усипител преобразовател зар да , что удешевл ет устройстео.An object of the invention is to increase the accuracy of pressure measurement. In addition, the invention allows not to select (match) transistors in the input differential cascade of the operational amplifier of the charge converter, which makes the device cheaper.
На фиг.1 представлена функциональна схема устройства дл измерени давлени в цилиндре ДВС; на фиг.2, 3 приведены диаграммы в функции от угла поворота коленчатого вала, по сн ющие работу устройства.Fig. 1 is a functional diagram of a device for measuring pressure in an internal combustion engine cylinder; Figures 2 and 3 show diagrams as functions of the angle of rotation of the crankshaft explaining the operation of the device.
Устройство дл измерени давлени газов в цилиндре.поршневого ДВС (фиг.1) содержит последовательно соединенные пьезоэлектрический датчик давлени 1. преобразователь зар да 2, представл ющий собой операционный усилитель 3 с измерительным конденсатором 4 и ключом 5 между его инвертирующим входом и выхо- . дом, и измерительный блок 6, а также последовательно соединенные операционный усилитель, ключ8изапоминающийблок9 междуA device for measuring the pressure of gases in the cylinder of a piston internal combustion engine (Fig. 1) comprises a piezoelectric pressure sensor 1. connected in series 1. Charge converter 2, which is an operational amplifier 3 with a measuring capacitor 4 and a key 5 between its inverting input and output. a house, and a measuring unit 6, as well as a series-connected operational amplifier, a key8 and a memory unit9 between
NJ VINj vi
0000
ел со ate with
выходом и неинвертирующим входом преобразовател зар да 2. При этом выход пре- обраэовател зар да 2 соединен с инвертирующим входом операционного усилител 7, неинвертирующий вход кото- рого соединен с общей точкой схемы (корпусом ), Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные преобразователь угла поворота коленчатого вала 10, формирователь импульсов 11 исхемузадер- жки импульсов 12, выход которой соединен с управл ющим входом ключа 8, а вход - с управл ющим входом ключа 5 преобразовател зар да 2.the output and non-inverting input of the charge converter 2. In this case, the output of the charge-transfer converter 2 is connected to the inverting input of the operational amplifier 7, the non-inverting input of which is connected to a common point of the circuit (case). In addition, the device contains a series-connected converter of the rotation angle of the crankshaft 10, the pulse shaper 11 from the pulse delay circuit 12, the output of which is connected to the control input of the key 8, and the input to the control input of the key 5 of the charge converter 2.
Устройство работает следующим обра- зом. При воздействии измер емого давлени Р газов, имеющего циклический характер, на пьезоэлектрический датчик 1, на выходе последнего возникают электрические зар ды, пропорциональные давлению, т.е. с такой же формой изменени в функции от угла поворота, что и давление газов. Преобразователем зар да 2 электрические зар ды преобразуютс в электрическое напр жение 11вых. которое измер етс измерительным блоком 6. Однако в процессе измерений могут возникать погрешности, т.е. форма выходного напр жени преобразовател 2 может не соответствовать форме изменени давлени газов из-за возникновени паразитных (неинформативных) зар дов, возникновени неинформативной составл ющей напр жени 11вых. Паразитные зар ды могут возникать при воздействии высокой цикличе- ской температуры сгорани газов в цилиндре ДВС на датчик давлени , при изгибании и вибрации кабел , соедин ющего датчик давлени 1 с преобразователем зар да 2; неинформативна составл юща выходного напр жени Увых может возникать из-за неидентичности характеристик транзисторов входного дифференциального каскада операционного усилител 3 преобразовател зар да 2 при изменений температуры окружающей среды, а также из-за изменени режима операционного усилител 3 при коммутаци х ключа 5 и зар да (разр да) измерительного конденсатора 4 через паразитные св зи и от паразитных источников (например, термоэлектродвижуща сила в контактах электрических цепей, источники управл ющих сигналов и т.п). Диафаммы иллюстрируют, каким образом в за вл емом устройстве ус- тран ютс названные погрешности. На фиг.2 обозначено: Узад - выходной сигнал схемы задержки импульсов; AI- погрешность из-за паразитных зар дов датчика иThe device operates as follows. When the measured pressure P of gases, which has a cyclic nature, acts on the piezoelectric sensor 1, electric charges proportional to the pressure occur at the output of the latter, i.e. with the same form of variation in function of the angle of rotation as the gas pressure. By the charge converter 2, the electric charges are converted to the 11th electrical voltage. which is measured by measuring unit 6. However, errors may occur during the measurement process, i.e. the shape of the output voltage of the converter 2 may not correspond to the shape of the change in gas pressure due to the occurrence of spurious (uninformative) charges, the appearance of an uninformative component of the 11th voltage. Spurious charges can occur when a high cyclic temperature of combustion of gases in the internal combustion engine cylinder acts on the pressure sensor, bending and vibration of the cable connecting the pressure sensor 1 to the charge converter 2; an uninformative component of the output voltage Uwih may occur due to the non-identical characteristics of the transistors of the input differential stage of the operational amplifier 3 of the charge converter 2 when the ambient temperature changes, and also due to a change in the mode of the operational amplifier 3 when the key 5 is switched and the charge ( discharge) of the measuring capacitor 4 through spurious communications and from spurious sources (for example, thermoelectromotive force in the contacts of electrical circuits, sources of control signals, etc. ) The apertures illustrate how these errors are eliminated in the claimed device. Figure 2 indicates: Usad - output signal of the pulse delay circuit; AI - error due to spurious charges of the sensor and
кабел ; Ју погрешность из-за неидентичности характеристик транзисторов операционных усилителей .при изменений температуры; Аз - погрешность из-за паразитных св зей и изменени режима операционного усилител .cable Јu error due to the non-identical characteristics of the transistors of operational amplifiers. With temperature changes; Az is the error due to spurious communications and changes in the operational amplifier mode.
При достижении коленчатым валом угла поворота р формирователь импульсов 11 по сигналам преобразовател угла поворота коленчатого вала 10 вырабатывает импульс напр жени ифи. который заканчиваетс при угле поворота (pi . Импульс ифи. воздейству на управл ющий вход ключа 5, вы- зывает замыкание его контактов, в результате чего измерительный конденсатор 4 разр жаетс , при этом выходной зар д датчика давлени 1 также равен нулю. Таким образом, погрешность, обусловленна паразитными зар дами на входе преобразовател зар да, устран етс .When the crankshaft reaches the angle of rotation p, the pulse shaper 11 generates an IFI voltage pulse from the signals from the converter of the angle of rotation of the crankshaft 10. which ends at a rotation angle (pi. Ifi pulse. acting on the control input of key 5, closes its contacts, as a result of which the measuring capacitor 4 is discharged, while the output charge of pressure sensor 1 is also zero. Thus, the error due to spurious charges at the input of the charge converter is eliminated.
При угле поворота коленчатого вала рз на выходе схемы задержки импульсов 12 возникает импульс напр жени 1)эад, который, воздей- ству на ключ 8, вызывает его замыкание. При замыкании ключа 8 восстанавливаетс цепь коррекции выходного сигнала 1)Вых: выход операционного усилител 3 - инвертирующий вход операционного усилител 7 - ключ 8 - запоминающий блок 9 - неинвертирующий вход операционного усилител 3 - выход операционного усилител 3. В результате коррекции на неинвертирующем входе операционного усилител 3 вырабатываетс напр жение коррекции UK, которое компенсирует выходное напр жение до нул (точнее до значени , равногоWhen the angle of rotation of the crankshaft rz at the output of the pulse delay circuit 12, a voltage pulse 1) ead arises, which, acting on the key 8, causes it to close. When key 8 is closed, the output signal correction circuit is restored 1) Output: output of the operational amplifier 3 - inverting input of the operational amplifier 7 - key 8 - storage unit 9 - non-inverting input of the operational amplifier 3 - output of the operational amplifier 3. As a result of correction at the non-inverting input of the operational amplifier 3, a correction voltage UK is generated, which compensates the output voltage to zero (more precisely, to a value equal to
Uebix ,Uebix
КTO
0,где К - коэффициент усилени операционного усилител 7 ). При угл е поворота {% преобразователь зар да переходит из состо ни сброса зар да в состо ние преобразовани зар да в результате размыкани контактов герконового ключа 5. Этот переход сопровождаетс по влением неинформативной составл ющей выходного напр жени ивых, обусловленной зар дом (разр дом) измерительного конденсатора 4 через паразитные св зи между цепью управлени ключа 5 и инвертирующим входом операционного усилител 3 от паразитных источников; управл ющего сигнала ифи и напр жени , возникающего от движени контакта геркона в магнитном поле, а также сменой режима операционного усилител 3 по посто нному току (режима с минимальным сопротивлением обратной св зи, когда ключ 5 замкнут, на режим максимального сопротивлени обратной св зи, когда ключ 5 разомкнут). Однако, за счет0, where K is the gain of the operational amplifier 7). At a rotation angle of {%, the charge converter switches from the charge reset state to the charge conversion state as a result of opening the contacts of the reed switch 5. This transition is accompanied by the appearance of an uninformative component of the output voltage caused by the charge (discharge) measuring capacitor 4 through spurious connections between the control circuit of key 5 and the inverting input of operational amplifier 3 from spurious sources; ifi control signal and voltage arising from the movement of the reed switch contact in a magnetic field, as well as changing the operational amplifier 3 mode by constant current (the mode with the minimum feedback resistance when the switch 5 is closed, to the maximum feedback resistance mode, when key 5 is open). However, due to
того, что до момента рз действует цепь коррекции выходного сигнала Увых, эти возникающие неинформативные составл ющие напр жени компенсируютс . При угле поворота р$ цепь коррекции разрывает- с и устройство переходит в режим измере- ний, но напр жение коррекции UK благодар запоминающему блоку сохран етс до следующего цикла сброса и коррекции . Момент рз выбираетс так, чтобы он совпадал или был вблизи момента, когда измер емое давление, а следовательно, и зар д равны или близки нулю, например, в нижней мертвой точке поршн (НМТ). Таким образом, при переходе устройства в режим измерений входному нулевому сигналу давлени соответствует нулевой выходной сигнал 1)вых, т.е. точность преобразовани (измерени ) повышаетс .of the fact that up to the time rz the output signal correction circuit is activated Uh, these arising uninformative voltage components are compensated. At an angle of rotation p $, the correction circuit breaks with and the device enters the measurement mode, but the correction voltage UK due to the storage unit is stored until the next reset and correction cycle. The torque rz is chosen so that it coincides or is close to the moment when the measured pressure and, consequently, the charge are equal or close to zero, for example, at the bottom dead center of the piston (BDC). Thus, when the device enters the measurement mode, the input zero signal of pressure corresponds to a zero output signal 1) output, i.e. conversion accuracy (measurement) is improved.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904848306A RU1778584C (en) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | Device for measuring pressure in cylinder of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904848306A RU1778584C (en) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | Device for measuring pressure in cylinder of internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1778584C true RU1778584C (en) | 1992-11-30 |
Family
ID=21525942
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904848306A RU1778584C (en) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | Device for measuring pressure in cylinder of internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1778584C (en) |
-
1990
- 1990-07-09 RU SU904848306A patent/RU1778584C/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1002860, к/.. G 01 L 23/10. 1977, Перевод ВЦП Г-44936. Измеритель среднего индикаторного давлени типа 6603 фирмы AVL. Инструкци по эксплуатации, М„ 1982, с.12-13. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109885121A (en) | A kind of current/frequency conversion circuit | |
US7049729B2 (en) | Amplifier converting charge signal | |
CN1954142A (en) | Device and method for determining trouble of cylinder pressure sensor | |
RU1778584C (en) | Device for measuring pressure in cylinder of internal combustion engine | |
EP0104243A1 (en) | Capacitance manometer with digital output | |
US20110030462A1 (en) | Pressure measuring device and corresponding method | |
Park et al. | Performance improvement of a pressure sensor using fast median algorithm | |
US2888822A (en) | Fuel testing apparatus | |
US20060238394A1 (en) | Method of testing A/D converter circuit and A/D converter circuit | |
JP3192256B2 (en) | ΔΣ modulator | |
SU1764063A1 (en) | Integrator | |
RU1800393C (en) | Instrument transducer | |
SU1108369A1 (en) | Analog-digital converter of resistance | |
SU588625A1 (en) | Device for determining the time of signal quantization | |
SU1019410A1 (en) | Direction calibrator | |
SU1599807A1 (en) | Apparatus for measuring relative deviation of capacitor capacitance from rated value | |
SU1203705A1 (en) | Resistance-to-pulse frequency converter | |
CN106911321B (en) | Quick tuning circuit | |
SU1201853A1 (en) | Device for integrating signal | |
SU1583994A1 (en) | Device for measuring pressure in vacuum electronic device | |
SU1490452A1 (en) | Device for measuring movements | |
SU1674238A2 (en) | Information recording device | |
SU1751646A1 (en) | Piston engine pressure converter | |
SU767844A1 (en) | Analog memory | |
SU1196774A1 (en) | Measuring circuit |