Датчик давления

Датчик давления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: датчик давления предназначен для измерения быстропеременных давлений различного вида жидких и газообразных сред. Сущность изобретения: датчик давления состоит из корпуса 1 с выполненной с ним за одно целое мембраной 2, основания 3, между которыми зажат чувствительный элемент 4, состоящий из силопередающего элемента 5 и чередующихся пьезоэлектрических дисков 6 с токосьемными пластинами 7. Основание 3 и силопередающий элемент 5 выполнены из диэлектрического материала на основе керамики . На одной из сторон каждой токосъемной пластины 7 выполнены плоские жесткие выводы 8, закрепленные под углом к плоскости пластины. Выводы 8 располагаются вдоль боковых граней чувствительного элемента 4, пропущены через отверстия основания 3 и соединены с помощью контактной колодки 9 и перемычек в единую измерительную цепь. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 6 01 1 9/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4862099/10 (22) 24.09.90 (46) 07.09.92. Бюл, М 33 (71) Научно-исследовательский институт физических измерений (72) В.Н.Марин, Н.Н.Мордовин, В.Н. Кузин и Н.Н.Катана (56) 3 . Авторское свидетельство СССР

М 1383120, кл. G 01 1 9/08, 1986.

2. Авторское свидетельство СССР

М 1441211, кл, G 01 1 9/08, 1986, (54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ (57) Использование; датчик давления предназначен для измерения быстропеременных давлений различного вида жидких и газообразных сред. Сущность изобретения: датчик давления состоит из корпуса 1 с выИзобретение относится к контрольноизмерительной технике, в частности к пьезоэлектрическим датчикам давления, и предназначено для измерения быстропеременных давлений различного вида жидких и газообразных сред.

Известен пьезоэлектрический датчик давления типа ПДС вЂ” 6000, содержащий корпус, основание и чувствительный элемент, выполненный в виде пакета иэ чередующихся пьезопластин и металлических дисковых контактов t1).

Известен пьезоэлектрический датчик давления, содержащий корпус и размещенный в нем пьезоэлектрический преобразователь, выполненный в виде пакета пьезокристаллических пластин, соединенных с помощью металлических дисков и токопроводов электрически параллельно.

„„. Ж „„1 76041 3А1 полненной с ним за одно целое мембраной

2, основания 3, между которыми зажат чувствительный элемент 4, состоящий из силопередающего элемента 5 и чередующихся пьезоэлектрических дисков 6 с токосъемными пластинами 7. Основание 3 и силопередающий элемент 5 выполнены из диэлектрического материала на основе керамики. На одной из сторон каждой токосъемной пластины 7 выполнены плоские жесткие выводы 8, закрепленные под углом к плоскости пластины. Выводы 8 располагаются вдоль боковых граней чувствительного элемента 4, пропущены через отверстия основания 3 и соединены с помощью контактной колодки 9 и перемычек в единую измерительную цепь. 4 ил.

Пьезопластины в датчике не имеют центральных отверстий, чем повышается чувствительность, а для обеспечения надежной работы в условиях воздействия механических нагрузок данные пластины развернуты относительно одна другой вокруг оси корпуса на угол, кратный 90 (2).

Недостатком известного датчика является невысокая надежность работы датчика в условиях воздействия механических факторов (ударов, вибрации и т.д,) высоких уровней. Это обусловлено тем, что данная конструкция не исключает полностью случайных радиальных смещений, как пьезоэлектрических, так и металлических дисков. а также угловых перемещений последних, что может привести к коротким замыканиям между смежными металлическими дисками, 1760413 а в худшем случае и к разрушению чувствительного элемента.

Целью изобретения является повышение надежности работы пьезоэлектрического датчика давления.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике давления, содержащем корпус, установленные в нем по одной Оси мембрану, основание и расположенный между ними пакет пьезоэлектрических дисков с размещенными между ними токосъемными пластинами, пьезоэлектрические диски и токосъемные пластины выполнены в виде многогранников, а пакет набран s виде призмы, при этом каждая иэ токосъемных пластин снабжена жестким выводом, закрепленным под углом к пластине и размещенным на боковой грани призмы, а в основании выполнены отверстия, в каждом из которых расположен вывод, при этом на каждой грани призмы размещено не более одного вывода, а на внешней стороне основания выводы соединены между собой перемычками, Датчик давления изображен на фиг.1 — 4.

На фиг, 1 показана конструкция датчика; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — вид по стрелке Б; на фиг. 4 — развертка боковой поверхности чувствительного элемента с нумерацией контактных выводов.

Датчик давления состоит из корпуса 1 с выполненной с ним эа одно целое мембраной 2, основания 3, между которыми зажат чувствительный элемент 4, состоящий из силопередающего элемента 5 и чередующихся пьезоэлектрический дисков 6 с токосьемными пластинами 7. Основание 3 и силопередающий элемент 5 выполнены из диэлектрического материала на основе керамики. На Одной из стОрОн каждой тОкОсъемной пластины 7 выполнены плоские жесткие выводы 8, закрепленные под углом к плоскости пластины, Выводы располагаются вдоль боковых граней чувствительного элемента 4, пропущены через отверстия основания 3, с помощью контактной колодки

9 и перемычек 10 выводы 8 соединены на внешней стороне основания в определенной последовательности между собой, за счет чего создается единая измерительная цепь датчика. Токосъемные пластины 7 с плоскими жесткими выводами 8 в собранном чувствительном элементе 4 играют все вместе роль жесткого стакана, который фиксирует пьеэодиски 6 в строго определенном положении, как относительно друг друга, так и относительно воспринимающей мембраны 2. Этим предотвращаются радиальные и угловые перемещения пьезодисков 6, замыкание между собой выводов токосъемни5

55 ков, повышается надежность работы датчика, Электрическое соединение пьезодисков

6 в единый измерительный модуль только за счет контактной колодки позволяет: во-первых, освободиться от паяных соединений в чувствительном элементе 4, во-вторых, проводить диагностику любого пьеэодиска (при снятии колодки 9 с основания 3), а также легко коммутировать в любой последовательности пьезодиски 6, исключая при необходимости часть из схемы измерения. При коммутации желательно, чтобы контактные перемычки 10 на контактной колодке 9 не пересекались одна с другой.

Принцип действия датчика следующий.

При действии на приемную полость датчика измеряемого параметра, например, быстропеременного давления, воспринимающая мембрана 2 передает деформацию через силопередающий элемент 5 на пьезоэлектрический чувствительный элемент 4, Под действием деформации в указанном чувствительном элементе 4 возникают заряды, которые снимаются с токосьемных пластин

7 и через выводы 8 электрический сигнал, пропорциональный измеряемому давлению, поступает на вход вторичной аппаратуры (например, усилитель заряда "Девиз" ), Предложенная конструкция датчика давления обеспечивает следующие технико-экономические преимущества: повышение надежности работы прибора, особенно. в условиях механических воздействий высоких уровней; исключение использования клеевых способов сборки чувствительного элемента и паяных соединений пьеэодисков между собой. что позволяет расширить температурный диапазон использования датчика в область высоких температур (до 700800 С); позволяет увеличить гарантийный ресурс работы датчика эа счет обеспечения диагностирования целостности и работоспособности, как всего чувствительного элемента, так и каждого пьезодиска в отдельности, Формула изобретения

Датчик давления, содержащий корпус, установленные в нем по одной оси мембрану, основание и расположенный между ними пакет пьезоэлектрических дисков о размещенными между ними токосъемными пластинами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в нем пьезоэлектрические диски и токосъемные пластины выполнены в виде многогранников, а пакет набран в виде призмы, при этом каждая из токосъемных пластин выполнена с жестким выводом, закрепленным под углом

1760413

Г Х б к пластине и размещенным на боковой грани призмы, а в основании выполнены отверстия, в каждом из которых расположен вывод, при этом на каждой грани призмы размещено не более одного вывода, 1760413

Составитель B,Màðèí

Редактор Е.Никольская Техред М.Моргентал Корректор С.Пекарь

Заказ 3182 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101