Матричный датчик давления

ИЗОЬРЕт ЕНИЯ ЬСТВУ СКОМУ СВ БА; Чики ельной техприменения ет помехозаы электроды экран вокруг Ю ( СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИКГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЩОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)ОПИСАНИЕ(54) МАТРИЧНЫЙ ДАТЧИК ДАВЛЕН(5 У) Изобретение относится к измеринике и позволяет расширить областдатчика и повысить его точность за счщищенности На подложку 1 нанесе3 с выводами 5 и металлизированныи(В) ЯУ (11) 1448853 А 151) 5 601.11 00 них Чувствительный пересечения электр слой 2 нанесен вто зазором по контуру площади электроды виде электропровод от воздействия вне влияния трибоэлект 4, экран 8 предохран за диэлектрическим элемент образован в области одов. На пироэлектрический рой экран 8, охватывающий с электрод 4, перекрывающий по 3. Экраны 7,8, выполненные в ящйх слоев, защищают датчик шних электрических полей и от рического эффекта. Электрод яют от воздействия потока гаслоем 9. Зил.1448853 5 10 15 20 ЛТ-ЛР,Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для нестационарных давлений при аэродинамических испытаниях авиационной техники,Целью изобретения является расширение области применения и повышения точности. за счет помехозащищенности,На фиг. 1 представлен датчик, поперечный разрез; на фиг. 2 - разрез Б-Б на фиг, 1; на фиг, 3 - разрез В-В на фиг. 1,Датчик содержит тонкопленочную подложку 1, пироэлектрический слой 2 между электродами 3, 4 и выводами 5, 6, металлизированные экраны 7, 8, защитный диэлектрический слой 9, На подложку 1 методом термического испарения через маски нанесены электроды 3, выводы 5 и вокруг них - защитный экран 7. Электроды 3, экран 7 и выводы 5 изолированы от электрода 4, вывода 6 и экрана 8 пироэлектрическим слоем 2. Металлизированные экраны обеспечивают защиту датчика от воздействия внешних электрических полей и от влияния трибоэлектрического эффекта, Электрод 4, экран 8 и вывод б защищаются от воздействия пото ка газа диэлектрическим слоем 9, Чувствительный элемент образуется в области пересечения электродов. Часть выводов 5, 6 и экранов 7, 8 для соединения с усилителем не покрывается защитным диэлектриче ским слоем 9. Эффективная величина смещения выводов одного относительно другого зависит от конкретных геометрических размеров ахЬ чувствительного элемента и выводов и находится в пределах й = 35 . (1 - 10)Ь, где Ь - ширина выводов, С целью снижения влияния краевых эффектов форма чувствительного элемента ахЬ выбирается прямоугольной. Расстояние 1 между выводом и экраном и ширина выводов Ь выбира ются, исходя из технологических возможностей металлизации слоев пленки. Расстояние между чувствительными злементами с, количество электродов, толщина полиимидной пленки и длина 1 выводов выбирается, исходя из конкретных условий эксперимента и характеристик исследуемого объекта, Толщина пироэлектрических слоев - 1 мкм. Толщина каждого электрода составляет 0,1 мкм. Датчик закрепляется на поверхности исследуемого объекта с помощью клея,Пироэлектрический датчик переменного (звукового) давления основан на использовании пироэлектрического зффекта - эффекта электризации полярных дизлектриков, обусловленного изменением их спонтанной поляризации Р при изменениитемпературы. Принцип работы пироэлектрического датчика звукового давления основан на регистрации периодических изменений температуры газа, обусловленных адиабатичностью процесса распространения звуковой волны, Изменение температуры газа связано со звуковым давлением соотношением где к - показатель адиабаты;Ро, Т - невозмущенное значение давления и температуры газа:Ь Р - амплитуда колебаний давления, Напряжение О на электродах идеального пироэлектрика определяется какд или ОТ ЬТ:КЛР, я е У Р,где С - собственная емкость пироэлектрика; е - диэлектрическая проницаемость материала диэлектрика; ео - абсолютная диэлектрическая проницаемость в вакууме; Ь толщина диэлектрика; 5 - площадь попереч 0ного сечения диэлектрика; 7- пироэлектрической коэффициент; К - чувствительность пироэлектрика к давлению,Как показали результаты эксперимента, чувствительность пирозлектрического датчика к давлению 2,15 мкВ/Па. при этом нелинейность амплитудных характеристик в диапазоне 0 - 10000 Па не превышает 4. Нижний порог чувствительности 4 Па, Неравномерность амплитудно-частотной характеристики + 5 при уровне звукового давления 250 Па в диапазоне частот 20 Гц - 3 кГц,Применение датчика позволяет определить распределение пульсаций давления на поверхности исследуемого обьекта сложной конструкции, обтекаемого потока газа, без дренирования и исключает применение дорогостоящих традиционных корпусных датчиков давления, Это позволяет повысить технико-экономическую эффективность аэродинамических испытаний.56) Приборы и техника эксперимента, М 4, 1983, с. 220-221.Акустический журнал, т. ХХХ, М 4, 1984, с, 428 - 431, фиг, 1,Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента 113035, Москва. Ж, Раушская наб 4/5Заказ 3245 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 ф о р мул а изобретенияМАТРИЧНЫЙ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, содержащий пленочную подложку и последовательно нанесенные на нее первый электрод с выводом, пироэлектрический слой, второй электрод с выводом, причем электроды с выводами выполнены в виде электропроводящих слоев, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения и повышения точности за счет помехозащищенности, в нем на подложку нанесены дополнительные электроды с выводами и экран, охватывающий с зазором по контуру первый и дополнительные электроды с их выводами, а на пироэлектрический слой нанесен второй экран, охватывающий с зазором но контуру второй электрод с выводом, причем второй электрод перекрывает по площади первый 10и дополнительные электроды и покрыт вместе с выводами и вторым экраном диэлектрическим слоем, причем экраны выполнены в виде электропроводящих слоев.