Устройство для измерения давления

Устройство для измерения давления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соватсннх

Соцналнстнчаеннх

РЕСПУбаНН

ОПИСАНИЕ

ИЗО PETEHNH "8З0

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 0607.79 (21) 2792513/18-10 (51) М. Кл. с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

G 01 L 9/08

С 01 ? 13/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 150581. Бюллетень МЯ 18 (53) УДК 531. 7 87 (088. 8) Дата опубликования описания 15. 05. 81

A. С. Чурсин, Б. В. Липатов, В. В. Ви

Г. М. Иванова и В. В. Коб (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Институт проблем механики АН СССР (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к приборо, строению, в частности к пьезоэлектрическим измерителям давления, измеряющим статическое и динамическое давления среды.

Известно устройство для измерения давления с пьезоэлектрическими датчиками tl) .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является пье- 0 зоэлектрический датчик давления 12) .

Недостатком этого устройства на основе пьезоэлемента является невозможность измерения разности динамических давлений. 15 Цель изобретения - . расширение, функциональных возможностей устройства.

Цель достигается тем, что. в устройстве для измерения давления,содер-,20 жащем пьезоэлектрический датчик давления с пьезоэлементом; выполненным с тремя симметрично расположенными, изолированными друг от друга электродами, центральный из которых под- 25 ключен к генератору электрических .колебаний, а периферийные — по дифференциальной схеме включены на вход, измерительного прибора, датчик давления выполнен в виде трех камер с 30 общим дном, разделенных между собой двумя перегородками, средняя камера выполнена герметичной, а две крайние камеры снабжены подводящими патрубками, при этом в дне камеры размещена пластина пьезоэлемента, обращенная своей поверхностью с тремя электродами в полости камер, причем центральный электрод расположен в герметичной камере, а периферийные электроды — в крайних камерах.

На чертеже показана принципиальная схема устройства.

Устройство содержит камеры 1-3 датчика, корпус 4 датчика, пьезоэлемент 5, электроды 6-8 на поверхности пьезоэлемента, генератор 9 возбуждения, разностный блок 10, усилитель 11, выходной прибор 12, патрубки 13 и 14. Устройство состоит из двух основных частей: датчика с пьезоэлементом и измерительной схемы. Датчик выполнен из трех камер 1-3, две иэ которых 1 и 3 имеют подводящие патрубки1 13 и 14 для соединения камер

1 и 3 с измеряемой средой. Третья камера 2 не связана с измеряемой средой, в ней поддерживается постоянное давление, например атмосферное, для исключения влияния давления на воз830164 буждающий участок пьезоэлемента 5, Одна из поверхностей пьезоэлемента

5 имеет три электрода 6-8, симметрично расположенные друг относительно друга и изолированные между собой.

На второй поверхности пьезоэлемента

5 расположен электрод, связанный с землей корпусом. Центральный электрод 7 подключен к генератору 9 возбуждения, а два других боковых электрода 6 и 8 подключены на вход разностного блока 10, выход которого связан с усилителем 11 и выходной аппаратурой 12.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы с генератора 9 напряжения поступают на электрод 7 и приводят в колебательное состояние участок пьезоэлемента 5 под электродом 7 и соседних с ним областей. Механические колебания, распространяясь по пъезоэле- 2Q менту 5, создают заряд на электродах

6 и 8 (прямой пьезоэффект), величина которого пропорциональна при постоянной частоте возбуждения амплитуде механических колебаний. Если геометрические размеры участков пьезоэлемента 5 под электродами 6 и 8 равны, то величина заряда на каждом электроде одинакова. Если давление в каждой камере 1 и 3 совпадает по величине, то на выходе разностного блока 10 сигнал отсутствует, При изменении давления в одной из камер, например уменьшении, амплитуда колебания пьезоэлемента 5 в камере 1 увеличивается и соответственно увеличивается заряд на электроде 6. Это увеличение приводит к появлению сигнала на выходе блока 10, если давление в камере остается неизменным и сохраняется сколь угодно долго..Если давление в камере 40

3 уменьшается, то возрастает сигнал на. выхоце блока -10 и изменяет фазу..

Данное устройство с использованием пьезоэлемента 5 в режиме обратного и прямого пьезоэффекта позволяет 45 измерять статическое и квазистатическое, а также динамическое разностное давление, имеет высокую точность и чувствительность, так как режим работы,пьезоэлемента выбирается на резойайсной линии. Применечие одного пьезоэлемента в режиме прямого и обратного пьезоэффекта позволяет получить независимое начало отсчета, исключающее влияние внешних и внутренних помех. Все это создает положительный технический эффект, выражающийся в повышении производительности проводимых исследований за счет повышения точности измерения разнос ти давления и расширения диапазона измерения статического давления.

Формула изобретения

Устройство для измерения давления, содержащее пьезоэлектрический датчик давления с пьезоэлементом, выполненным с тремя симметрично расположенными, изолированными друг от друга электродами, центральный из которых подключен к генератору электрических колебаний, а периферийные по дифференциальной схеме включены на вход измерительного прибора, о т ,личающееся тем,что,сцелью расширения функциональных возможностей, датчик давления выполнен в виде трех камер с общим дном, разделенных между собой двумя перегородками, средняя камера выполнена герметичной, а две крайние камеры снабжены подводящими патрубками, при . этом в дне камер размещена пластина пьезоэлемента; обращенная своей поверхностью с тремя электродами в полости камер, причем центральный электрод расположен в герметичной камере, а периферийные электроды — в крайних камерах.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 143585, кл. G Ol Ь 9/08, 1960.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2531154/18-10, 14.10.77.

830164

Составитель О. Полев

Редактор Л. Копецкая Техред М. Коштура Корректор М. Демчик

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3703/78 Тираж 907

ВНИИПИ Государственного по делам изобретений

113035, Москва, Ж-35, Подписное комитета СССР и открытий

Раушская наб., д. 4/5