Датчик давления
Патент 905671
Авторы
Датчик давления
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскик
Социвлистнческнз
Республик ()905671 (61} Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 263 1.79 (2l ) 2843637/18-10 с присоединением заявки №(231Приоритет
Опубликовано 150282. Бюллетень № 6
Дата опубликования описания 150282 (51)M. Кл.
G 01 L 9/08/(G 01 L 1/16
9кударатаапЫ кюатат
ВВьР ав давая взааратаакй
II втафьпя» (53) УДК 531,787:
:620,172. 21 (088. 8) (72) Авторы изобретения
Н,Н.Омельяненко, В.Ф.Алексеев и В.И.Петров
1 2
Изобретение относится к приборостроению и предназначается для измерения давления.
Известен преобразователь, составленный из двух идентичных пьезоэлементов, сложенных в столбик через токопроводящую заземленную прокладку, один пьезоэлемент которого поДключен к генератору электрических колебаний, а другой - к измерительному прибору. Под действием статического усилия изменяется амплитуда механических колебаний пьезоэлементов и, соответственно, разность потенциалов на электродах пьезоэлемента, подключенного к измерительному прибору
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является датчик давления, содержащий корпус, мембрану, пакет пьезоэлементов, разделенных изоляторами (2).
Недостаток его состоит в том, что при измерении низкочастотных давлений неизбежна потеря чувствительности датчика, связанная с утечкой заряда с пьезоэлементов через входное сопротивление усилителя.
Целью изобретения является повышение чувствительности датчика к низ кочастотным составляющим измеряемого давления.
Эта цель достигается тем, что изоляторы выполнены из параэлектрического материала и включены в противопо10 ложные плечи выполненной в виде моста схемы измерения, в два других плеча которой включены пьезоэлементы, при этом одна диагональ моста
1$ подсоединена к генератору электрических колебаний, а другая - к резонансному усилителю, На чертеже представлен предлагае° мый датчик давления, 26
Датчик давления содержит корпус 1 и мембрану 2. Внутри корпуса 1 установлен пакет из двух пьезоэлементов
3 и 4, зажатый между дном корпуса 1 и мембраной 2. Пьезоэлементы 3 и 4
05671
Формула изобретения
3 9 на торцах имеют электроды 5 — 8. Полярные оси пьезоэлементов 3 и 4 ориентированы в одном направлении, как показано на чертеже стрелками. На торцах обоих пьезоэлементов 3 и 4т например положительных, размещены конденсаторы 9 и 10, выполненные из параэлектрического материала, например керамических твердых растворов (BaSr)TiOg, (PbSr)TiO, K(TaHb)0>.
Пьезоэлементы 3 и 4 и конденсаторы
9 и 10 соединены в мостовую схему, при этом электроды пьезоэлементов одного знака 5 и 7 (плюс) соединены с выходом высокочастотного генератора 11. Частота этого генератора по крайней мере на порядок выше максимальной частоты в спектре измеряемого давления. Электроды 6 и 8 другого знака (минус) соединены с входом резонансного усилителя 12 настроенного на частоту генератора 11.
Устройство работает следующим образом.
При наличии давления или внешней силы мембрана 2 прогибается, передавая усилие на пьезоэлементы 3 и 4, вследствие чего на их электродах 58 возникают электрические заряды, как показано на чертеже. Эти заряды ведут к повышению электрического напряжения на кондеисаторах 9 и 10, под действием которого их емкости изменяются. Иост, образованный емкостями пьезоэлементов 3 и 4 и конденсаторов 9 и 10, который без давления сбалансирован, разбалансируется, и сигнал разбалансировки регистрируется резонансным усилителем 12. По величине разбалансировки моста судят об измеряемом давлении.
Ввиду высокого электрического сопротивления конденсаторов 9 и 1О, выполненных из параэлектрического материала, заряды с пьезоэлементов
3 и 4 не стекают и датчик может фиксировать низкочастотные составляющие измеряемого давления.
Изобретение позволяет повысить точность и расширить диапазон изме10 рения давлений вплоть до инфраниакочастотных сравнительно простыми средствами, а также сократить номенклатуру типов датчиков давления.
Датчик давления, содержащий преобразователь давления в виде пакета щ пьезоэлементов с электродами, разделенных изоляторами, и схему измерения, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности к низкочастотным составляющим измеряемого давления, изоляторы выполнены из параэлектрического материала и включены в противоположные плечи выполненной в виде бюста схемы измерения, в два других плеча козВ торой включены пьезоэлементы, при этом одна диагональ моста подсоединена к генератору электрических колебаний, а другая — к резонансному усилителю.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.е
1. Авторское свидетельство СССР
Н 143585, кл. G 01 L 9/08, 13.02.60.
2. Авторское свидетельство СССР
4в и 591725, кл. G 01 1. 1/ i6, 19.12 ° 75 (прототип), 905671
2 9 г53
Составитель Н.Кизилов
Редактор И,Циткина Техред Ж, Кастелевич Корректор, 0° . ьилак
Заказ 351/57 Тираж 882 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4