Датчик давления

(71) Ереванский политехнический институт им. К.Маркса(57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет повысить чувствительность и термостабильность датчика, На ножках 4, 5, 8, 9 мембран 2, 3 закреплены .пьеэорезонаторы 1 О, 11, выполненные в виде идентичных прямоугольных плас 1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТ О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И тин. Замкнутая полость, образованнаямембранами 2 и 3, заполнена жидкимдиэлектриком. Деформация мембран 2,3, вызванная действием измеряемогодавления, приводит к увеличению частоты одного из пьезорезонаторов 10,11 и к уменьшению частоты другого.Величина изменения разностной частоты колебаний пьезорезонаторов характеризует воздействующее на датчикдавление, Размещение пьезорезонаторов 10, 11 в замкнутой полости, за-полненной жидким диэлектриком, способствует стабильности раэностнойчастоты датчика при изменении температуры окружающей среды. Прикрепление пьезорезонаторов 10, 11 к торцамножек 4, 5, 8, 9 по углам обеспечивает высокую добротность колебательнойсистемы. 3 ил.Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности датчикам давления, предназначенным для измерения статических и динамических давлений.Цель изобретения - повышение чувствительности и термостабильностидатчика.На фиг. изображен датчик давления, разрез; на фиг.2 - мембрана ссимметрично расположенными ножкамии прикрепленным пьезорезонатором; нафиг.З - блок-схема измерения данления,С корпусом 1 прикрепляются мембраны 2 и 3 (например, снариваются),имеющие симметрично расположенныеножки 4-9 (фиг.1 и 2), на торцовыхучастках которых по своим углам при.креплены пьезорезонаторы 10 и 11.Между двумя мембранами 2 и 3 и к:орпусом 1 образуется замкнутая полость,заполненная под давлением жидким диэлектриком.Пьезорезонаторы 10 и 11 со своимиэлектродами соединяются с герметичновыполненными выводами 12 и 13 (выводы для пьезорезонатора 11 на фиг.1не показаны), которые соединяются савтогенераторами, собранными на плате 14. С нижней части корпуса 1 закрепляется защитный цилиндрическийэкран 15. Для создания давления внутри замкнутой полости служит винт 1 б,герметичность которого обеспечивается прокладкой 17 и винтом 18, Деформация мембран из-за внутреннего давления полости приводит к сжатию пьезорезонаторов по направлению диагоналей с созданием благоприятных условий их работы.Измерения давления производятсяпо схеме на фиг.З. Пьезорезонатор10 входит в схему автогенератора 19,а пьезорезонатор 11 - в схему автогенератора 20. Выходы автогенераторов 19 и 20 соединяются со смесителем 21, разностная выходная частотакоторого подается к усилителю 22,Датчик работает следующим образом.Действие давления Р деформируетмембраны 2 и 3, которые через ножкипередаются пьезорезонаторам 10 и 11,Если сжатие пьезорезонатора 10 понаправлению диагоналей уменьшается,то сжатие пьезорезонатора 11 увеличивается. Таким образом, пьезорезонатор 10, входящий в схему автогенератора 19, увеличивает сною частоту навеличину Ь Г , а пьезорезонатор 11,входящий в схему автогенератора 20,уменьшает свою .частоту на величину 5йГ, т.е. на выходе смесителя 21 разностная частота изменяется на величину ф 2 й 1. Из-за предварительногодавления внутри замкнутой полости 1 О датчик измеряет как давление, так иразряжение.Чувствительность датчика увеличи-вается из-за передачи деформациимембран 2 и 3 к пьезорезонаторам че рез рычаги (ножки), выполненные намембранах. Максимальное увеличениечувствительности датчика достигаетсярасположением ножек на месте перегиба деформированных мембран. Это рас стояние от центра получается приК/Л, где К - радиус мембраны.Так как датчик имеет единую замкнутую полость, наполненную жидкимдиэлектриком, внутри которой размещены идентичные пьезорезонаторы 1 Ои 11, то изменение температуры окружающей среды приводит к одинаковымизменениям резонансных частот обоихпьезоэлементов, что не изменяет вы ходную частоту и чувствительностьдатчика.Дополнительное максимальное увеличение чувствительности из-за при, репления пьезорезонаторов к торцамножек возможно при абсолютной жесткости ножек, поэтому ножки выполняются с сечением в виде квадрата (расположены по окружности).Прочное присоединение угла пьезо О резонатора с торцом ножки получаетсяс увеличением площади взаимно перекрываемого участка. Оно максимальнопри квадратном сечении ножек.Прикрепление пьезорезонаторов кторцам ножек по своим углам обеспечивает получение зысокого значениядобротности системы.В предлагаемом устройстве получение одной замкнутой полости между 5 О мембранами наполненной жидким диэлектриком, обеспечивает одинаковуютемпературу в ее разных участках,в частности в местах закрепленияпьезорезонаторов, поэтому значительно повьппается термостабильность датчика. Формула изобретенияДатчик давления, содержащий корпус, н котором установлены две мемб.Макс едахтор М.Петрова Тираж 776 ИИПИ Государств по делам изобре 3035, Москва, Ж П аз 4910/4 исноеР ного комитета Сний и открытий5; Раушская наб д. 4/5 е предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 венно-поли Прои 3 134507 раны, между которыми образована замкнутая полость, заполненная жидким диэлектриком, и регулировочный винт, введенный через стенку корпуса в полость между мембранами, о т л и -5 ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения чувствительности и термо 64стабильности, в него введены два пьезорезонатора в виде идентичных прямо- угольных пластин, а каждая мембрана со стороны замкнутой полости снабжена четырьмя симметрично расположен" ными ножками, не которых по углам закреплены пьезорезонаторы.