Датчик разности давлений

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликпп 949363(61) Дополнительное к авт. сеид-ву- (22) Заявлено 0803.81 (21) 323382 б/18-10 с присоединением заявки Мо 51)М Кл з 6 О 1 . 9/08 Государственный комитет СССР по делам изобретений(72) Авторизобретения С.З. Мамян РЕреванский политехнический институт им.-К Маркса(54 ) ДАТЧИК РАЗНОСТИ ДАВЛЕНИИ Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к пьезорезонаторным датчикам разности давлений5Известен датчик разности давлений, содержащий корпус, в котором закреплены две плоские мембраны и упругий кольцевой элемент с пьезореэонаторами 1).0Наиболее близким к изобретению является датчик разности давлений, содержащий корпус, параллельно расположенные мембраны, силопередающий шток и пьеэорезонаторы, наклеенные на балку-перемычку 2). 15Однако известный датчик обладает недостаточно высокой чувствительностью.Цель изобретения - повышение чувствительности датчика..Укаэанная цель достигается тем, что в датчике пьезорезонаторы размещены на одной симметричной иьезопластине и акустически развязаны, а пьезопластина закреплена своими углами в корпусе и механически соединена с мембранами с помощью силопередающего штока, закрепленного в;центральном отверстии пьезопластины, З 0 причем пьеэопластина установленапод углом к плоскости мембраны.На фиг, 1 представлена вертикальная проекция датчика разности давлений, разрез; на фиг. 2 - разрез А-Ана фиг. 1.Мембраны 1 и 2 закреплены в корпусе 3 параллельно друг другу. В центральной части между мембранами 1 и 2размещен силопередающий шток 4, закрепленный в центральном отверстиипьезопластины 5. На пьеэопластине 5размещены акустически развязанныепьезорезонансные элементы (пьезорезисторы) б и 7. Пьезопластина.5 своими углами закреплена с корпусом 3, аее плоскость относительно плоскостимембраны составляет угол ес .Пьезорезонаторы б н 7 включеныв электрическую схему измерения(не показана).Датчик разности давлений работаетследующим образом,Разность давлений Р -Р черезмембраны 1 и 2 в виде усилия Г передаетдя иа силопередающий шток 4,который, воздействуя на пьезопластину 5, сжимает один из пьезорезонаторов, например б, и растягиваетцругой пьеэорезонатор. При этом час949363 Формула изобретения ФФЯ. 1.ВНИИПИ Заказ 573 Филиал ППП Патент", г.ужгород, ул.Проектная,тоты собственных колебаний пьеэорезонаторов 6 и 7 изменяются, и на выходе электрической схемы получается сигнал, пропорциональный сумме изменений частот пьезорезонаторов.Чувствительность датчика определяется иэ выраженияКдт ьигде К - требуемая чувствительностьТдатчика;К - чувствительность пьезореПэонатора,- угол между плоскостями пьезопластины и мембраны,Размещение пьезорезонаторов на одной пьеэопластине, контактирующей с мембранами с помощью силопередающего штока, закрепленного в центральном отверстии пьезопластины, позволяет передавать разность давлений непосредственно пьеэорезонаторам беэ промежуточных деформирующихся элементов, например рамки-перемычки, что обеспечивает повышение чувстви-., тельности и разрешающей способности датчика разности давлений.Наклонное расположение пьезопластины относительно плоскости мембраны обеспечивает дифференциальность измерений, что, в свою очередь, повышает линейность и точность датчика.Кроме того, конструкция предлагаемого датчика позволяет выбором угла наклона пьезопластины получить требуемую чувствительность и диапазон измеряемых давлений.Поскольку пьезопластина закреплена с корпусом своими углами, площадь контакта мала, добротность пье" эорезонаторов приближается к добротности. свободного пьезорезонатора и повышается точность измерения. Площадь активного участка пьезопластины в этом случае увеличена благодаря чему дополнительно повышается чувствительность. Пьезореэонаторы 6 и 7, благодаря локальности колебательных процессов в этих резонаторах, акустически развязаны. Изменения частоты, обус,ловленные действием температуры, обоих резонаторов равны из-за того, что последние образованы на общей пьезопластине и зависимость характеристик пьезорезонаторов от температуры одинакова. Поэтому сигнал, получаемый на выходе датчика, зависит только от величины разности давлений, что обеспечивает высокую термоустойчивость датчика разности давлений.Высокая чувствительность, термоустойчивость и разрешающая способность предлагаемого датчика разности давлений делают возможным его использование для исследования физиологии дыхания человека. Датчик разности давлений, содержащий корпус, внутри которогоустановлены две мембраны с силопередающим штоком и пьезорезонаторы,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения чувствительности, 30 в нем пьезорезонаторы размещены наодной симметричной пьезопластинеи акустически развязаны, а пьезопластина закреплена своими углами в корпусе и механически соединена с 35 мембранами с помощью силопередающегоштока, закрепленного в центральномотверстии пьезопластины, причемпьезопластина установлена под угломк плоскости мембраны.40 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 530209, кл. 6 019/08, 1976.2. Малов В,В. Пьеэорезонансныедатчики. М ., 1978, с. 176, рис. 5-8 а