Устройство для измерения гидростатических давлений

Устройство для измерения гидростатических давлений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е 386294

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт.,свидетельства №

М. Кл. б Oll 9/12

Заявлено 22.Х1.1971 (№ 1715845/18-10) с,присоед инением заявки №

Гссударственныи камитет

Савета Министрав СССР па делам изобретений и аткрытий

Приоритет

Опубликовано 14Х1.1973. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 15.ХП.1973

УДК 531.787.91(088.8) Автор изобретения

Ю. И. Шмин

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ГИДРО СТАТИЧЕСКИХ ДАВЛ ЕН И Й

Изобретение относится к области приборостроения и, в частности к емкостным датчикам, в которых используются вещества, изменяющие диэлектрическую проницаемость под воздействием гидростатического давления.

Известны устройства для измерения гидростатических давлений, содержащие два емкостных датчика, между измерительными электродами которых размещен слой жидкого диэлектрика, включенных в мостовую схему, и индикатор.

Однако выходная характеристика известных устройств нелинейна в широком диапазоне измеряемых давлений.

Для линеаризации выходной характеристики в широком диапазоне измеряемых давлений в предлагаемом устройстве каждый датчик снабжен двумя монокристаллическими диэлектрическими пластинами разного среза, размещенными на внутренних поверхностях измерительных электродов, причем на одноименных измерительных электродах датчиков расположены пластины разных срезов, при этом отношение площади измерительного электрода одного датчика к площади измерительного электрода другого датчика соответственно равно отношению толщин пластин одинаковых срезов при нулевом давлении, а толщина слоя жидкого диэлектрика каждого датчика меньше толщины любой из его пластин.

На чертеже показана принципиальная схема описываемого устройства.

Устройство содержит два емкостных датчика 1 и 2 с жидким диэлектриком 3, помещенных в камеру давления 4, заполненную передающей давление жидкостью (возможно той же, что и жидкий диэлектрик 8). На каждой внутренней поверхности измерительных электродов 5 и б датчиков 1 и 2 помещено по монокристаллической диэлектрической пластине 7, например, из кварца. При этом измерительные электроды 5 датчиков 1 и 2 имеют пластины 7 разных срезов, например кварцевые пластины

Х и Z-среза, а измерительные электроды б дат15 чиков 1 и 2 — соответственно пластины Z и Хсреза.

Датчики 1 и 2 включены в плечи мостовой измерительной схемы, в другие плечи которой включены эталонные конденсаторы постоянной

20 и переменной емкости 8 и 9. В диагональ моста включен нуль-индикатор 10. Датчики 1 и 2 снабжены охранными электродами 11.

Устройство работает следующим образом.

Изменение давления в камере 4 вызывает

25 изменение емкостей С и Се датчиков 1 и 2 и нарушение баланса моста. Подстраивая конденсатор 9 до момента баланса моста, фиксируемого по нуль-индикатору 10, отсчитывают по шкале этого конденсатора 9 значение C>—

30 C . По указанной разности судят о давлении.

388294 go -%о А о

) оо Хао

4о « А1о Zio, 1оо « Аоз Zoo где К=

1 оооо д (Л2 — ЛХ) Составитель С. Непомнящая

Техред Л. Богданова

Редактор И. Шубина

Корректоры: E. Давыдкина и В. Петрова

Згказ 3311/1 Изд. № 1910 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 3(-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Если в датчиках 1 и 2 используются кварцевые пластины Х и Z-среза и на внутренней поверхности измерительного электрода 5 датчика 1 помещена пластина Х-среза, а при давлении

P=0 соотношение размеров датчиков 1 и 2 таково, что то давление P определяют по формуле:

Р= К(С, — С,), При этом а — производная по давлению P от разности между относительным сжатием кварца в направлении кристаллографической оси Z и относительным сжатием в направлении кристаллографической оси Х, взятая при

Р =-0

S;o — площадь измерительного электрода;

Хго — толщина пластины 7 Х-среза;

Z;o — толщина пластины 7 Z-среза;

4o — толщина слоя жидкого диэлектрика

3 между пластинами 7 Х и Z-среза у i-го датчика;

i — номер датчика.

Индекс 0 везде обозначает нулевое давление P.

Предмет изобретения

Устройство для измерения гидростатических

10 давлений, содержащее два емкостных датчика, между измерительными электродами которых размещен слой жидкого диэлектрика, включенных в дифференциальную мостовую схему, и индикатор, отличающееся тем, что, с целью линеаризации выходной характеристики в широком диапазоне измеряемых давлений, в нем каждый датчик снабжен двумя монокристаллическими диэлектрическими пластинами разного среза, размещенными на внутренних по20 верхностях измерительных электродов, причем на одноименных измерительных электродах датчиков расположены пластины разных срезов, при этом отношение площади измерительного электрода одного датчика к площади из25 мерительного электрода другого датчика соответственно равно отношению толщин пластин одинаковых срезов при нулевом давлении, а толщина слоя жидкого диэлектрика каждого датчика меньше толщины любой из его плаXi стин.