Пьезоэлектрический датчик

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 16247 9) Я)5 Н 04 й 17/О 3;6 Я. Й АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИДЕТЕЛ ЬСТВ ВТОРСКОМУ(54) ПЬЕЗО (57) Изобр ной техник области и датчик сод чувствител литель 3, и ДАТЧИКизмеритель - расширение лектрический й в корпусе 1 асующий уси, термокорКИЙ ЭЛЕКТРИЧ етение атно. Цель изобр римен ения, ержит устано ный злемен ереходный сится к етения Пьезоэ вленны 2, соГл абел ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ректирующий конденсатор 5, установленный в корпусе согласующего усилителя 3 и электрически параллельно подключенный к электродам чувствительного элемента. Чувствительный элемент выполнен с температурным коэффициентом емкости й большим по величине температурного коэффициента изменения пъезомодуля его материала и одинаковым с ним по знаку. Термокорректирующий конденсатор имеет нулевой температурный коэффициент емкости, При действии температуры на датчик в нем происходит термостабилизация коэффициента преобразования. Приведена формула расчета величинь 1 емкости термокорректирующего конденсатора, 1 ил,Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано вдатчиках, работающих в широком диапазоне температур, в частности в акселерометрах,Целью изобретения является расширение области применения.На чертеже схематически изображенпьезоэлектрический датчик.Пьезоэлектрический датчик, содержащий установленный в корпусе 1 чувствительный элемент 2 в виде пьезоэлемента сэлектродами, согласующий усилитель 3,связанный с чувствительным элементом 2посредством переходного кабеля 4, термокорректирующий конденсатор 5, установленный в корпусе согласующего усилителя 3 иэлектрически параллельно подключенный кэлектродам чувствительного элемента.Чувствительный элемент выполнен стемпературным коэффициентом емкостиИ, большим по величине и одинаковым познаку температурному коэффициенту изменения пьезомодуля его материала Мд, т.е.Йс 11 К , Ввиду того, что чувствительный элемент 2 и термокорректирующий конденсатор 5 разнесены в пространстве итемпературы их нагрева отличаются, применен термокорректирующий конденсатор снулевым температурным коэффициентомемкости. Величина емкости термокорректирующего конденсатора определяется из выраженияС = Сэ(йс/йд 1) - Се,где Сэ - емкость чувствительного элемента;Сс - емкость переходного кабеля,Коэффициент преобразования по напряжению Яц чувствительного элемента определяется следующим соотношением:5=КфцСэгде б - пьезомодуль материала пьезоэлемента;Сэ - электрическая емкость чувствительного элемента;К - коэФфициент, определяемый геометрическими и упругими характеристиками чувствительного элемента,Температурный коэффициент коэффициента преобразования по напряжению равенйз = (М - М)/(1+ йс), где Мд - температурный коэффициент изменения пьезомодуля; й, - температурный коэффициент емкости чувствительного элемента,Подключив термокорректирующий конденсатор емкостью С = Сэ с нулевым тем пературным коэффициентом емкостипараллельно чувствительному элементу, получим температурный коэффициент емкости параллельно соединенных конденсаторов М равный10 Мс1+ХИз условия полной термокомпенсациивытекает Мд = Мэ. Отсюда находимсХ= -- 1,Изобретение позволяет полностью термостабилизировать коэффициент и реобразования по напряжению пьезоэлектрическогочувствительного элемента, При этом коэф 20 фициент преобразования изменяется в1/(1 + Х) раз.Отсутствие термокорректирующего конденсатора в корпусе, где расположен чувствительный элемент (измерительный узел)25 приводит к уменьшению массы и габаритовданного узла, что дает возможность, например, измерять параметры вибраций легкихОбъектов, тонких оболочек, нежестких поверхностей и т.д,30Формула изобретенияПьезоэлектрический датчик, содержащий установленный в корпусе чувствительный элемент, согласующий усилитель,35 связанный с чувствительным элементом посредством переходного кабеля, термокорректирующий конденсатор, электрическипараллельно подключенный к электродам чувствительного элемента, о т л и ч а ю щ и й 40 с я тем, что, с целью расширения областиприменения, чувствительный элемент выполнен с температурным коэффициентомемкости й, большим по величине и одинаковым по знаку температурному коэффици 45 енту изменения пьезомодуля его материалаМа а термокорректирующий конденсаторустановлен в корпусе согласующего усилителя и имеет нулевой температурный коэффициент емкости, причем величина емкости50 термокорректирующего конденсатора Сопределяется из выраженияС = Сэ(йс/й - 1) - Сс,где Сэ - емкость чувствительного элемента;Сс - емкость переходного кабеля.