Устройство для измерения давления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 1 1 1 0 й. ".,., рл ЗОБРЕТЕНИДЕТЕЛЬСТВ У ПИСА ВТОРСКОМУ стиско СССР 1978 ери я - йст ате Фиг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Киевский политехнический итут им. 50-летия Великой Октябр(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к изтельной технике. Цель изобретенповышение чувствительности устрва, которое происходит в резуль того, что линии 1 О и 11 задержек поверхностных акустических волн выполнены на поверхности БТ-среза кварцав направлении, определяемом угломх 90, обладающего максимальным коэффициентом тенэочувствительности,а также из-за увеличения относительного изменения расстояния междувстречно-штыревыми преобразователями линий 10 и 11 задержек, обусловленного наличием двух прямоугольныхпазов в рабочей части чувствительного элемента. Для компенсации температурного дрейфа нуля применена дифференциальная схема включений линий10 и 11 задержек. ДЛя термостабилиэации предусматривается закрытиеустр-ва кожухом и вакуумированиеего внутренней полости. 2 ил.Изобретение относится к измерительной технике и приборостроению, а именно к устройствам для измерения давления жидкостей и газов. 1Цель изобретения - повышение чувствительности устройства.На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, разрез; на фиг,2 - конструкция чувствительного элемента и дифференциальная схема включения линий задержек.Устройство содержит чувствительный элемент 1 с расположенными на нем двумя линиями задержки (ЛЗ) в виде встречно-штыревых преобразователей (ВШП) поверхностных акустических волн (ПАВ) 2, прикрепленный на кожухе 3 устройства с помощью держателей 4, обеспечивающих затухание ПАВ. Вакуумоплотный сильфон 5, выполненный из сплава Н 38 ХТИ, связан с кожухом устройства и посредством стального штока Ь соединен с чувствительным элементом. Поглотитель 7 демпфирует ПАВ, исключая влияние ЛЗ друг на друга.Чувствительный элемент 1 выполнен в виде монолитной ступенчатой кварцевой пластины. Рабочей является более тонкая ее часть 8, а эталонной- утолщенная 9. Пластина закреплена в корпусе устройства ступенью вверх, На тонкой ее части расположена линия 10 задержки (ЛЗ 1), образованная гребенчатыми электродами, которые выполнены на пластине так, что зубья одного электрода входят в зубья другого. На утолщенной части пласт."ны расположена линия 11 задержки (ЛЗ 2), не изменяющая время задержки пропорционально измеряемому давлению. ЛЗ 1 подключена к автогенератору 12, а ЛЗ 2 - к автогенератору 13. Для исключения взаимного влияния ЛЗ друг на друга при работе, на поверхности ступени, перпендикулярной выбранному срезу, нанесен поглотитель 7 из эпоксидной смолы, обеспечивающий демпфирование ПАВ, распространяющихся от ВШП 313 1 и ЛЗ 2, До подачи давления время задержки, а соответственно и частоты Г, и Г генераторов равны между собой, а разностная частота Ь:Г, выделяемая смесителем 14 равна нулю, В рабочей части пластины выполнены два прямоугольных паза 15 глубиной, равной половине ее толщины,и шири механической связи, зависимостью па- ь 50 55 1 О 15 20 25 30 85 40 45 ной, равной толщине эталонной части пластины.Возможны и другие варианты выполнения предлагаемого устройства, например, с использованием материалов чувствительного элемента, обладающего высокими коэффициентами электрораметров от температуры, низкими потерями и легкостью изготовления,Устройство работает следующим образом.Измеряемое давление подается во внутреннюю полость сильфона 5 (фиг. 1), который посредством штока Ь воздействует на рабочую часть чувствительного элемента 1 и деформирует ее. Рабочая часть 8 (фиг. 2) пластины, деформируясь, изменяет время задержки линии 10 задержки (ЛЗ 1), подключенной в качестве частотозадающего элемента к автогенератору 12, в результате изменяется частота Г . Эталонная часть 9 чувствительного элемента не подвергается деформации, поскольку обладает жесткостью, которая в несколько раз превышает жесткость рабочей части. Поэтому линия 11 задержки (ЛЗ 2), которая подключена к другому автогенератору 13, не изменяет время задержки и частота сигналов этого автогенератора остается постоянной. Поглотитель 7 обеспечивает демпфирование ПАВ, распространяющихся от ВШП ЛЗ 1 и ЛЗ 2. Поэтому влияние ЛЗ друг на друга устраняется. Наличие пазов 15 обеспечивает относительное увеличение расстояния между ВШП (ЛЗ 1) в процессе измерения, что приводит к увеличению чувствительности устройства,Разность частот Ь=Г -Г при г.пог г которой можно судить о величине измеряемого давления, выделяется смесителем 14. Повышение чувствительности устройства происходит в результате того, что обе ЛЗ ПАВ выполнены на поверхности ЯТ-среза кварца в направлении,оопределяемом углом 90, обладающего максимальным коэффициентом тенэочувствительности (К =5,75 10 м /Н), а также из-за увеличения относительного изменения расстояния между ВШП (16), обусловленного наличием двух прямоугольных пазов в рабочей части чувствительного элемента. Однако,обладая высокой тензочувствительностью,1362974 10 2 7Г ель Н.МатПопович став хред орректор Л.Пилипенко Редактор А ин Подписноекомитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/ 6ударственногизобретенийа, Ж, Рауш акаэ 6391/29 Тираж 77 ВНИИПИ Гос по делам 113035, МосквПроектная, 4,изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгоро выбранное направление на БТ-срезе( -90 ) не является термостабильным.Поэтому для компенсации температурного дреййа нуля в устройстве применена диЬФеренциальная схема включения ЛЗ 1 и ЛЗ 2, Кроме этого, длятермостабилиэации предусматриваетсязакрытие устройства кожухом и вакуумирование его внутренней полости,Формула изобретения Устройство для измерения давления, содержащее корпус, в котором установ лен сильйон, связанный через шток с упругим элементом, выполненным в виде закрепленной в корпусе пластины, на поверхности которой расположены преобразователи, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, пластина имеет ступенчатую Форму сдвумя участками разной толщины, рабочим и компенсационным, а преобразователи выполнены в виде двух пар встречно-штыревых преобразователей поверхностныхакустических волн, каждая иэ которыхподключена к соответствующему усилителю, которые включены дидйеренциально и соединены со смесителем,при этом одна пара встречно-штыревых преобразователей расположена нарабочем, а другая - на компенсационном участках пластины, причем штокконтактирует с рабочим участком пла"стины в центральной его части, а наторцовой поверхности ступени, перпендикулярной плоскости расположенияпреобразователей закреплен демпАирующий элемент,