Пьезоэлектрический преобразователь давления

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено при измерениях давления,Цель изобретения - упрощени:.процесса тарировки,На фиг. 1 показана структурнаясхема преобразователя давления; наФиг.2 и 3 - варианты нагружения егоизмеряемым давлением.Преобразователь состоит из держателей 1 и 2 и размещенного между ними пьезоэлектрического резонатора3, который подключен к генератору4 колебаний, выход которого черезизмеритель 5 частоты соединен с первым входом вычислителя б, второй входкоторого соединен с первым выходомблока 7 управления, второй выход которого подключен к управляющему входуисточника 8 эталонного тока, силовойвыход которого подключен к соленоиду9, размещенному снаружи резонатора3 с держателями 1 и 2,Возможны два варианта расположенияпреобразователя в рабочей среде 10.В первом варианте (фиг,2) преобразователь погружается в рабочую средуполностью, так что измеряемое давление прикладывается к резонатору какв плоскости, перпендикулярной плоскости колебаний, так и в плоскости,параллельной последней, посредствомдержателей 1 и 2. Во втором варианте(Фиг.З) давление прикладывается толь.ко непосредственно к резонатору вплоскости, перпендикулярной колебаниям. Для этого преобразователь помещают посредством уплотнений 11 визмерительную камеру,Преобразователь работает следующим образом,В режиме измерения при отсутствиидавления кварцевый резонатор 3 совершает колебания по толщине на своейрезонансной частоте. Эта частота регистрируется измерителем 5 частотыи вычислителем 6, При наличиии определяемого давления пьезоэлектрический резонатор 3 испытывает всестороннее сжатие в плоскости, перпендикулярной плоскости колебаний, и изменяет свою частоту пропорциональноопределяемому давлению согласно за- висимости г ю + КР ( 1)Фгде Е - показания измерителя 5 часРтоты;Й - собственная резонанснаячастота кварцевого резонатора 1;К - -.увствительность преобразователя к давлению в плоскости перпендикулярнойплоскости колебаний;Р определяемое давлениеПо измеренному измерителем 5 частоты значению й вычислитель б рассчитывает искомую величину Р исИЗф фпользуя заложенные в его память значения коэффициента К и начальнойчастоты йДержатели 1 и 2 предохраняют активную зону пьезоэлектрического резонатора от попадания на нее рабочейсреды, давление которой измеряатея.20(2) К=К +К1 а Выражение (1) принимает вид- + (К 1+К 1) Р и зм ф Соединение держателей 1 и 2 с 40 резонатором может быть произведенолюбым способом, обеспечивающим герметичность соединения, например путем приклеивания.В режиме тарировки, при отсутст вии измеряемого давления, блок 7управления последовательно задаетразличные значения тока от источника8 эталонного тока в соленоиде 9, Этовызывает изменения частоты пьезорезонатора 3 в соответствии с выраже- нием 55= Е +К,Р,К Ргде Р; - давление, создаваемое держателями 1 и 2, приклеенными к резонатору 3 на площади Я и сжимаемыми Выражение (1) справедливо, еслиторцовые поверхности держателей изолированы от рабочей среды (фиг.2).В случае же если торцы держателей 25 1 и 2 также погружены в рабочую среду(1) является суммарной чувствительностью кварцевого резонатора к сжатию как в плоскости колебаний К11 фтак и в перпендикулярной ей К и мо 1жет быть представлен в видег.2 Составитель Л. ЗосимовТехред М.Ходанич Корректор О,Ципл Редактор Е.Па Заказ 3044 ВНИИПИ Гос Тираж 46 Подписноеобретениям и открытиям при ГРаушская наб д. 4/5 КНТ ССС твенного комитета по и 113035, Москва, Ж-Э 5,Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,10 5 159под действием электромагнитного полясоленоида 9,Частоты колебаний пьезоэлектрического резонатора после каждого измерения посредством генератора колебаний4 и измерителя 5 частоты фиксируютсяв вычислителе 6,После проведения 1-го числа измерений вычислитель 6 определяет значение Гц и коэффициента чувствительности К в различных точках характенристик. При отличии полученных значений от заданных вычислитель 6 вводит соответствующие поправки к хранящимся в памяти величинам. Величина поправки к коэффициенту чувствительности К, принимается равной вотносительном выражении поправке К, . Формула изобретенияПьезоэлектрический преобразователь давления, содержащий пьезоэлектрический резонатор, закрепленный между двумя держателями и включен 7629 бный в цепь автогенератора выход коФторого соединен с измерителем частоты, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,5с целью упрощения процесса тарировки1в него дополнительно введены соленоид, источник эталонного тока, программатор и микропроцессор, при этомдержатели выполнены из магнитомягкого материала, прикреплены к резонатору по его периферии в плоскости,перпендикулярной плоскости колебанийрезонатора, и установлены внутри соленоида так, что пьезорезонатор размещен соосно с соленоидом в его середине, причем в каждом держателевыполнена внутренняя полость, охватывающая активную зону пьезорезонатора, при этом первый вход микропроцессора подключен к выходу измерителя частоты, а второй - к первомувыходу программатора, второй выходкоторого соединен с входом источникаэталонного тока, выход которого подд ключен к соленоиду,