Датчик давления

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет повысить чувствительность и термостабильность датчика. На ножках 4, 5, 8, 9 мембран 2, 3 закреплены шьезорезонаторы 10, 11, вьшолненные в виде идентичных прямоугольных пластин . Замкнутая полость, образованная мембранами 2 и 3, заполнена жидким диэлектриком. Деформация мембран 2, 3, вызванная действием измеряемого давления, приводит к увеличению частоты одного из пьезорезонаторов 10, 11 и к уменьшению частоты другого. Величина изменения разностной частоты колебаний пьезорезонаторов характеризует воздействующее на датчик давление. Размещение пьезорезонаторов 10, 11 в замкнутой полости, заполненной жидким диэлектриком, способствует стабильности разностной частоты датчика при изменении температуры окружающей среды. Прикрепление пьезорезонаторов 10, 11 к торцам ножек 4, 5, 8, 9 по углам обеспечивает высокую добротность колебательной системы. 3 ил. ./

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„80„„45076

50 4 С О1 1 9/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 40381 33/24-10 (22) 20. 03. 86 (46) 15. 10. 87. Бюл. ¹ 38 (71) Ереванский политехнический институт им. К.Маркса (72) В ° Р.Варданян, В.В.Варданян и Н.В.Варданян (53) 531.787(088.8) (56) Патент США № 3618390, кл. 73-398, 1971.

Авторское свидетельство СССР № 637746, кл. С 01 L 9/12, 1975. (54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет повысить чувствительность и термостабильность датчика. На ножках

4, 5, 8, 9 мембран 2, 3 закреплены .пьезорезонаторы 10, 11, выполненные в виде идентичных прямоугольных пластин. Замкнутая полость, образованная мембранами 2 и 3, заполнена жидким диэлектриком. Деформация мембран 2, 3, вызванная действием измеряемого давления, приводит к увеличению частоты одного из пьезорезонаторов 10, 11 и к уменьшению частоты другого.

Величина изменения раэностной частоты колебаний пьезорезонаторов характеризует воздействующее на датчик давление. Размещение пьезорезонаторов 10, 11 в замкнутой полости, за- полненной жидким диэлектриком, способствует стабильности раэностной частоты датчика при изменении температуры окружающей среды. Прикреплен ние пьезореэонаторов 10, 11 к торцам ножек 4, 5, 8, 9 по углам обеспечивает высокую добротность колебательной системы. 3 ил.

1345076

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частнос— ти датчикам давления, предназначенным для измерения статических и динамических давлений.

Цель изобретения — повышение чувствительности и термостабильности датчика.

На фиг.1 изображен датчик давления, разрез; на фиг.2 — мембрана с симметрично расположенными ножками и прикрепленным пьезорезонатором; на фиг.3 — блок-схема измерения давления.

С корпусом 1 прикрепляются мембраны 2 и 3 (например, свариваются), имеющие симметрично расположенные ножки 4-9 (фиг.l и 2), на торцовых участках которых по своим углам при .креплены пьезорезонаторы 10 и 11.

Между двумя мембранами 2 и 3 и к:орпусом 1 образуется замкнутая полость, заполненная под давлением жидким диэлектриком.

Пьезорезонаторы 10 и 11 со своими электродами соединяются с герметично выполненными выводами 12 и 13 (выводы для пьезорезонатора 11 на фиг.l не показаны), которые соединяются с автогенераторами, собранными на плате 14. С нижней части корпуса 1 закрепляется защитный цилиндрический экран 15. Для создания давления внутри замкнутой полости служит винт 16, герметичность которого обеспечивается прокладкой 17 и винтом 18. Деформация мембран из-за внутреннего давления полости приводит к сжатию пьезорезонаторов по направлению диагоналей с созданием благоприятных условий их работы.

Измерения давления производятся по схеме на фиг.3. Пьезорезонатор

10 входит в схему автогенератора 19, а пьезорезонатор ll — в схему автогенератора 20. Выходы автогенераторов 19 и 20 соединяются со смесителем 21, разностная выходная частота которого подается к усилителю 22.

Датчик работает следующим образом.

Действие давления Р деформирует мембраны 2 и 3, которые через ножки передаются пьезорезонаторам 10 и 11.

Если сжатие пьезорезонатора 10 по направлению диагоналей уменьшается, то сжатие пьезорезонатора 11 увеличивается. Таким образом, пьезорезонатор 10, входящий в схему автогенератора 19, увеличивает свою частоту на величину a f а пьезорезонатор 11, входящий в схему автогенератора 20, уменьшает свою .частоту на величину

5 йй, т. е. на выходе смесителя 21 разностная частота изменяется на величину -" 2llf. Из-за предварительного давления внутри замкнутой полости

10 датчик измеряет как давление, так и разряжение.

Чувствительность датчика увеличи- вается из-за передачи деформации мембран 2 и 3 к пьезорезонаторам че15 рез рычаги (ножки), выполненные на мембранах. Максимальное увеличение чувствительности датчика достигается расположением ножек на месте перегиба деформированных мембран. Это рас20 стояние от центра получается при

R/\Ã7, где К вЂ” радиус мембраны.

Так как датчик имеет единую замкнутую полость, наполненную жидким диэлектриком, внутри которой размещены идентичные пьезорезонаторы 10 и 11, то изменение температуры окружающей среды приводит к одинаковым изменениям резонансных частот обоих пьезоэлементов, что не изменяет выЗО ходную частоту и чувствительность датчика.

Дополнительное максимальное увеличение чувствительности из-за при. репления пьезорезонаторов к торцам ножек возможно при абсолютной жесткости ножек, поэтому ножки выполняются с сечением в виде квадрата (расположены по окружности).

Прочное присоединение угла пьезодО резонатора с торцом ножки получается с увеличением площади взаимно перекрываемого участка. Оно максимально при квадратном сечении ножек.

Прикрепление пьезорезонаторов к торцам ножек по своим углам обеспечивает получение зысокого значения добротности системы.

В предлагаемом устройстве получение одной замкнутой полости между

5О мембранами,, наполненной жидким ди— электриком, обеспечивает одинаковую температуру в ее разных участках, в частности в местах закрепления пьезорезонаторов, поэтому значительно повышается термостабильность датчика.

Формула и з о б р е т е н и я

Датчик давления, содержащий корпус, в котором установлены две мембСоставитель Н.Богданова

Техред Л.Олийнык Корректор M.Ìàêñèìèøèíåä

Редактор M.Ïåòðoâà

Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35; Раушская наб., д. 4/5

Заказ 491 О/41

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 1345076

4 раны, между которыми образована замк- стабильности, в него введены два пьенутая полость, заполненная жидким зорезонатора в виде идентичных прямо- диэлектриком, и регулировочный винт, угольных пластин, а каждая мембрана введенный через стенку корпуса в по- со стороны замкнутой полости снабжелость между мембранами, о т л и — на четырьмя симметрично расположен5 ч а ю шийся тем, что, с целью ными ножками, не которых по углам повышения чувствительности и термо- закреплены пьезорезонаторы.