Датчик давления

п 117127 ОЗ ОПИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИ Я К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических(22) Заявлено 04.07.78 (21) 2670714/18-1 51)ЧК,зС 011. 9/06 с присоединением заявкиГосударственный комнт 23) П иоритетубликовано 30.01,80. Бюллетень4 3)(43 ло делам изобретен ткрытн гя описания 30.01,8 а спубликова ор 0 тов и А. Н. Ситникт им, В. Д. Кузнецоварасного Знамени В, В. Куйбышева лисов, А, П, Вяткин, Н. Г 1. Крирский физико-технический инстит при Томском ордена Трудовогогосударственном университете им(54) ДАТЧИК ЕИИ Изобретение относится к области приборостроения, в частности к устройствам для измерения давления.Известны датчики давления, содержащие консольно закрепленный стержень из полу проводникового материала с р - л-переходами в качестве чувствительного элемента 1. Недостатком этих датчиков является либо низкая рабочая частота, либо низкая чувствительность. 1 ОИзвестен датчик давления, содержаший тензоэлектрический преобразователь и концентратор давления в виде двух элементов с различной объемной жесткостью, скрепленных жестко между собой концами. Одна 15 пара концов скреплена через тензоэлектрпческий преобразователь, например, в виде р - л-перехода 121.При изменении давления элементы из-за различия в объемной жесткости перемеща ются на разную величину, в результате чего тензоэлектрический преобразователь деформируется, при этом изменяется его электрическое сопротивление, и на выходе измерительной схемы появляется сигнал, 25 пропорциональный значению измеряемого давления.Недостаток такого датчика сснижении точности измерения даусловиях неконтролируемых к остопт в вления в олебанпй 1 О 2) Авторы изобретения А, А. Ви температуры окружающеи среды вследствие высокой чувствительности к температу. ре пз-за различий в температурных коэффициентах линейного расширения элементов концентратора.Подбор же пары элементов с одинаковым 11 температурными коэффициентами линейного расширения и существенно различающейся объемной жесткостью затруднителен в соответствии с общими физическими закономерностя.зи, связывающими барическую и температурную сжимаемость твердых тел (например, через соотношение Грюнайзена).Цель изобретения - повышение точности измерений давления.Поставленная цель достигается тем, что в датчике давления, содержащем тензоэлектричсский преобразователь и концентратор давления из двух элементов с различной объемной жесткостью, скрепленных жестко между собой концами, один из элементов концентратора давления выполнен составным пз двух частей, температурный коэффициент а, линейного расширения первой пз которых больше, а второй а 2 - меньше температурного коэффициента а, линейного расширения другого элемента, соединенных между собой через тензоэлектричсскпй преобразователь, причем длины712703 50 кость элет. е. различная оментов.Для исключенияпературы на дефоского преобразоваставного элементавия (1),В случае измконцентратора емна ен за 1 рак 1033 Подппсно 2/2 Изд. М 117ииографип, ир, Сапунова, 2 НПО Поиск аказ 11 и 12 частей удовлетворяют соотношению 2 - +7, .) 1 2"3 11 + 12 11 тТакое выполнение датчика давления позволяет избежать появления механическойсилы, воздействующей на тензоэлектрпческий преобразователь от концентраторадавления при изменении температуры окружающей среды. В результате существенно повышается точность измерений давления.На чертеже схематично показан предлагаемый датчик,Датчик содержит тензоэлектрический 15преобразователь 1, концентратор давленияв виде двух элементов 2 и 3 с различнойобъемной жесткостью, скрепленных жесткомежду собой концами. Один из элементов2 выполнен составным из двух частей 4 и 205, соединенных между собой через тензоэлектрический преобразователь 1. Длявключения тензоэлектрического преобразователя 1 в измерительную схему служатэлектровыводы 6.25Объемная жесткость элемента 3 определяется его линейными размерами и модулем объемной жесткости аз материала, изкоторого он выполнен,Объемная жесткость элемента 2 определяется линейными размерами частей 4 и 5и модулями объемной жесткости материалов, из которых они выполнены. Линейныеразмеры тензоэлектрического преобразователя, как правило, много меньше размеров 35частей 4 и 5. Поэтому абсолютная деформация элемента 2 в направлении оси сжатия тензоэлектрического преобразователяна единицу давления составляет1 +, гЗх, Зх,где х, и х 2 - модули объемной жесткости материалов, из которых выполнены части составного элемента.Для того, чтобы концентратор эффективно преобразовывал давление в деформацию тензоэлектрического преобразователя, необходимо выполнение условия127 )х, 11 -1- 12 х 2 11+ Г 2 хз влияния изменений теммацию тензоэлектричееля длины частей совыбираются из услоия давления элементы г,чет различий в объемной жесткости изменяют свои линейные размеры на разную величину, в результате чего деформируется тензоэлектрический преобразователь. При этом изменяется его электрическая характеристика и на выходе измерительной схемы появляется сигнал, пропорциональный значению измеряемого давления. За счет равенства температурных коэффициентов линейного расширения элементов концентратора тензоэлектрический преобразователь при изменении температуры не деформируется и на выходе измерительной схемы не появляется сигнал, пропорциональный изменению температуры. Формула изобретения Датчик давления, содержащий тензоэлектрический преобразователь и концентратор давления из двух элементов с различной объемной жесткостью, скрепленных жестко между собой концами, о тл и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения точности измерений, один из элементов выполнен составным из двух частей, температурный коэффициент а линейного расширения псрвой из которых больше, а у второй и 2 - меньше температурного коэффициента аз линейного расширения другого элемента, соединенных между собой через тензоэлектрический преобразователь, причем длиныи 4 частей удовлетворяют соотношению12а, + =д.)1+ 2 1+ 2 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США3327525, кл. 73 - 88,5, 1967.2. Авторское свидетельство СССР556766, кл. С 1 011. 9/04, 1975 (прототип).