Пьезоэлектрический датчик давления

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз Советских,СацизлистицескихР;.слублик Зависимое от авт видетельства-аявлено 17,Х 1.1970 ( 1491751/18-10). Кл. Сх 011 9 Комитет ло делзм изоаретеиий и аткрытивки гте оединени иоритет УДК 531.787.91(088,8).1972. Бюллетенья описания 18,1 Ъ.19 Опуоликовано 24.1Дата опубликовани Авторизобретен и Г. Н явитель ЕНИЯ ИК ЗОЭЛЕКТРИЧ ЕСКИ резью скую ипримерчения. в виде 25 Изобретение относится к области измерительной техники,Известны пьезоэлектрические датчики давления, в которых для уменьшения восприимчивости к ускорениям используют два отдельныхпьезоэлемента - основной, воспринимающийдавление, и вспомогательный, дающий сигналдля компенсации помех от ускорений.Известны также датчики с одним пьезоэлементом, выполненнвям в виде цилиндра, надрезанного по диаметральной плоскости, в которых на один сегмент подается усилие от диафрагмы, воспринимающей давление, а второй,свободный сегмент, служит для компенсациипомех от ускорений.К недостаткам указанных датчиков относятся: несимметричное нагружение мембраны и,как следствие, - нелинейность характеристики пониженная частота собственных колебаний,невысокие предельные верхние давления, сложность конструкции и большие размеры датчиков, недостаточно полная компенсация помехот виброускорений.Для повышения точности измерений и уменьшения восприимчивости к ускорениям и инерционности в предлагаемом датчике пьезоэлемент выполнен в виде илиндра с металлизированными активными торцами, имеющегокольцевую проточку глубиной 0,5 - 0,8 высотыкристалла, расположенную на диаметре Д= (0,70,1) Д диаметра пьезоэлемента, причем давление через воспринимающий диск или стержень передается на центральную, цилиндрическую часть пьезоэлемента.На чертеже показан описываемый датчик.Пьезоэлемент 1 (например, из кварца Х - среза или из пьезокерамики) кольцевой про 2 разделен на внутреннюю цилиндричевнешнюю кольцевую части, имеющиено одинаковые площади поперечного сеНа внутренней части установлен диск 3 цилиндра или усеченного конуса из легкого материала (зтагниевый или бериллиевый сплав, фольгированный гетинакс) для передачи усилия от давления на пьезоэлемент. На кольцевой части пьезоэлемента укреплен инерциальный груз 4 (например, из вольфрама), имеющий по сравнению с диском 3 равную или несколько меньшую массу. С верхних обкладок цилиндрической и кольцевой частей пьезоэлемента сделаны выводы 5, б, Нижней торцовой поверхностью пьезоэлемент приклеен к изолятору 7 (керамика, стекло). Компаунд 8 эпоксидная смола) служит для крепления пьезоэлемента 1 на изоляторе 7 в корпусе 9 датчика, Экран - оплетку кабеля 10 соединяют с корпусом 9.Под действием давления деформируется центральная часть пьезокристалла, кольцевая часть пьезокристалла при этом остается недеРедактор С, Хейфиц Корректор Н. Коваленко Заказ 142 Изд.2 Тира,ж 448 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий,при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушскзя на 6., д. 4/5 Типография24 Главполиграфпрома, Москва, Г, ул. Маркса - Энгельса, 4 формированной, Полезный сигнал (от давления) снимается с выводов 5, б. В то же время при действии ускорений в направлении оси датчика в центральной и кольцевой частях пьезокристалла возникают одинаковые картины напряженных состояний, благодаря чему суммарный выходной сигнал датчика при этом стремится к нулю. Под действием поперечных составляющих ускорений паразитных сигналов практически не возникает вследствие симметрии пьезокристалла относительно его продольной оси.Кольцевую проточку в пьезокристалле выполняют на ультразвуковом станке или с помощью абразива и вращающейся трубки из мягкого металла (медь, латунь).В процессе сборки датчики испытывают на вибростенде и сводят восприимчивость к ускорениям до минимума высверливанием излишней массы диска 3, Образовавшееся отверстие заполняют вспенивающейся при затвердевавании смолой,б Предмет изобретения Пьезоэлектрический датчик давления, содержащий размещенный в корпусе пьезоэлемент,выполненный в виде одиночного цилиндрнче 10 ского пьезокристалла и сигнальные выводы,отличающийся тем, что, с целью повышенияточности и уменьшения восприимчивости к ускорениям и инерционности, цилиндрическийпьезоэлемент разделен кольцевой прорезью,и глубиной равной 0,5 - :0,8 высоты цилиндра, навнутреннюю цилиндрическую и внешнюю кольцевую части равной площади, причем на внутренней части установлен воспринимающийдавление диск,