Датчик давления
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
239622
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕХЗЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 29.Х1.1967 (№ 1200830/18-10) с присоединением заявки ¹
Приоритет
Опубликовано 18.I11.1969. Бюллетень ¹ 11
Дата опубликования описашгя 29Л 11.1969
Кл, 42k, 1ч 04
ИПК G 011
Ъ Д1, 531.787.913 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Мииистрав
СССР
Автор изобретения
А. В. Зосимов
Заявитель
ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ
Изобретение относится к технике измерения давлений.
Известные пьезоэлектрические датчики давления, содержащие установленный в корпусе пьезоэлемент с нанесенными на его активные поверхности проводящими покрытиями и электрические выводы, недостаточно точны при измерении медленно меняющихся давлений.
Предлагаемый датчик отличается тем, что в нем на пьезоэлемент нанесены пленки полупроводника с металлическими контактами, которые образуют омические сопротивления, изменяющиеся в зависимости от электрической поляризации пьезоэлемента под действием давления. Это позволяет применять датчик для измерения медленно меняющихся и статических давлений, а также использовать регистрирующую аппаратуру с малым входным сопротивлением.
На фиг. 1 изображен пьезоэлектрический приемник давления; на фиг. 2 представлена электрическая схема соединения в полумост сопротивлений, образованных тонкими полупроводниковыми пленками, нанесенными на поверхности пьезоэлементов.
Приемник состоит из корпуса 1 с двумя соосными цилиндрическими выемками, разделенными перемычкой. В выемки вставлены и прикреплены к дну выемок слоем 2 клея или эпоксидной смолы два одинаковых пьезоэлемента 8 и 4. В данном случае пьезоэлементы выполнены в виде круглых таблст, например, из пьезоксрамики, поляризованной в направлении, параллельном оси. Иа каждую торце5 вую поверхность пьезоэлементов нанесен тонкий слой полупроводника с металлическими контактами, который образует на поверхности пьезоэлемента омическое сопротивление. Например, на верхчей поверхности пьезоэлемен10 та 8 нанесен слой полупроводника 5 с металлическими контактами 6. Такова же конфигурация тонких слоев полупроводника и контактов на нижней поверхности пьезоэлемента и на обеи.; торцевых поверхностях пьезоэле15 мента 4.
К металлическим контактам припаяны тонкие мета Iëè÷åcêèå проводники и выведены через отверстия 7 в корпусе 1, отверстия залиты эпоксидной смолой для герметизации.
20 Оставшиеся полости 8 и 9 выемок в корпусе приемника заполнены каучуком или резиной так, чтобы торцевые поверхности пьезоэлементов были покрыты тонким изолирующим слоем.
25 Выемка с пьезоэлементом 8 закрыта шайбой 10 с отверстием так, что шайба пло Ho прилегает к изолирующему покрытию пь;.- оэлемента и герметически соединена с корпусом кольцевым слоем 11 эпоксидной смолы. Вьюм30 ка с пьезоэлементом 4 закрыта гермети.шо
239622
Составитель Г. Кевскав
Типографии, пр. C;III) IIo; 2
4Ьг заг,1) шкой !2 0 иомоп1ыо ко:1ь11свого « IO)1 ! эпоксидной смолы.
На схеме приняты следующие обозначения:
Лт и Яв — сопротивления полупроводниковой пленки соответственно на верхней и нижней поверхностях пьезоэлемента 3, Q:I и Л, -- то же на верхней и нижней поверхностях пьезоэлемента 4, U„— напряжение питания полумоста.
Сопротивления !с,— 1х, тонких пленок полу- 10 проводника соединены по схеме полумоста.
Датчик давлечия работает следующим образом.
К пьезоэлемен гу 8 через отверстие в шайбе
1О прикладывается давление. Механическое напряжение пьезоэлемента должно быть односторонним вдоль оси; поперек оси пьезоэлемент должен иметь возможность деформироваться свободно. Поскольку модуль упругости пьезоэ»емента во много раз больше модуля 20 упр I ости резины, заполняющей полость выемок, резина при такой установке пьезоэлемента, какая показана иа фиг. 1, почти нс препятствует поперечным деформациям пьезоэлемента, и условие односторонности деформации 28 пьезоэлемента выполняется.
h 6 т
2-, . ., ;. Х ."1.
11олупроводпиковые пленки найосятся 118 обе стороны пьезоэлемента. При приложении давления сопротивление одной из них увеличивается, а другой уменьшается; они включены в разные плечи измерительного полумоста сопротивлений, как показано па фиг. 2. В результате чувстзительносгь приемника увеличивается в два раза.
Предмет изобретения
Датчик давления, содержащий установленный в корпусе пьезоэлемент с нанесенными на его активные поверхности проводящими покрытиями и электрические выводы, от.1ича1ои1ийся тем, что, с целью измерения медленно меняющихся и статических давлений, а также использования регистрирующей аппаратуры с малым входным сопротивлением, например тензометрической аппаратуры, в ием на пьезоэлемент нанесены пленки полупроводника с металлическими контактами, которые образуют омические сопротивления, изменяющиеся в зависимости от электрической поляризац11и пьезоэлемента под действием давления.
Редактор Н. Михайлова Техред Л. К. Малова
1:,оррсктор Л. Г. Корогод
Заказ 1689/9 Тираж 480 Подписиое
ЦНИИПИ Комитета ио делам изобретеиий и открь.тий при Совете й!ииистров СССР
Москва, центр, пр. Серова, д. 4
