Датчик давления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51)5 0 01 1 9/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ(46) 07.06.92. Бюл, М 21 кий институт фи рин и Н.Н. Ката во СССР1986,чики контроля ис. 619. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ ЯО 1739224 А 1(57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, в частности к пьезоэлектрическим датчикам давления. Целью изобретения является повышение надежности и помехозащищенности датчика. Это достигается за счет того, что в датчике содержится корпус 1, основание 2, между которыми зажат чувствительный элемент 3, состоящий из чередующихся пьезоэлектрических 5 и металлических 6 дисков, Последние выполнены с углублениями под пьезодиски и имеют контактные ушки 8 с отверстиями, через которые проходят запрессованные в основании 2 токосъемники 10. 2 ил.Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, в частности к пьезоэлектрическим датчикам давления, и предназначено для измерения быстропеременных давлений жидкостей и газов.Известен пьезоэлектрический датчик давления, содержащий корпус с выполненным в нем цилиндрическим углублением и чувствительный элемент, выполненный в виде пакета пьезокристаллических пластин, соединенных электрически параллельно.Недостатком указанного датчика является невысокая надежность работы датчика в условиях воздействия механических факторов (ударов, вибрации и т,д.) высоких уровней. Это обусловлено тем, что данная конструкция не исключает случайных радиальных смещений пьезопластин относительно друг друга, что может привести к; разрушению чувствительного элемента.Наиболее близким по технической сути к предлагаемому техническому решению является пьезоэлектрический датчик давления типа ПДС - .6000, содержащий корпус, основание и чувствительный элемент, выполненный в виде пакета из чередующихся пьезоэлектрических и металлических дисков, сцентрированных штоком, проходящим через центральные отверстия в пьезоэлектрических и металлических дисках,Недостатками известного датчика являются низкая помехозащищенность из-за несимметричной схемы выхода с чувствительного элемента ( один токовывод на корпусе), пониженная надежность из-за большого количества паяных соединений и перемычек, а также сравнительно невысокая чувствительность из-за наличия в пьезодисках центрального отверстия, что уменьшает площадь токосъема, а следовательно, и чувствительность прибора,Цель изобретения - повышение помехозащищенности и надежности датчика в условиях механических воздействий высоких уровней. Отличительными признаками предлагаемого датчика от известного является то, что в нем каждый металлический диск снабжен контактным ушком с отверстием, причем смежные металлические диски сориентированы в пакете так, что их контактные ушки расположены в диаметрально противоположных направлениях, а токосъемники пропущены через отверстия контактных ушек и закреплены в них, при этом в металлических дисках с двух сторон выполнены углубления под пьезоэлектрические диски, а пакет зажат между основанием и силопередающим 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 элементом через введенные в датчик диэлектрические прокладки,Повышение надежности предлагаемого датчика в условиях механических воздействий высоких уровней достигается за счет исключения случайных радиальных и угловых смещений пьезоэлектрических и металлических дисков. Это обусловлено наличием в металлических дисках и основании углублений под пьезодиски. От угловых смещений металлические диски фиксируют жесткие токосъемники, проходящие через отверстия контактных ушек и закрепленные в них.Повышение помехозащищен ности предлагаемого датчика по сравнению с датчиком давления типа ПДС - 6000 достигается схемой выхода с него (выход изолирован от корпуса) за счет применения в предлагаемой конструкции диэлектрических прокладок, изолирующих чувствительный элемент от корпуса и основания,На фиг.1 изображен датчик давления; на фиг.2 - металлический диск,Датчик давления состоит из корпуса 1, основания 2, между которыми зажат чувствительный элемент 3, состоящий из силопередающего элемента 4 и чередующихся пьезоэлектрических 5 и металлических 6 дисков, Металлические диски 6 выполнены с углублениями 7 под пьезодиски и имеют контактные ушки 8 с отверстиями 9, через которые проходят запрессованные в основании 2 токосъемники 10, Токосъемники 10 закреплены в ушках 8 любым известным способом (пайкой, сваркой и т,д,), обеспечивающим надежный электроконтакт. Прокладка 11 изолирует чувствительный элемент 3 от основания 2.Датчик работает следующим образом.Измеряемое давление воздействует на мембрану корпуса 1, усилие с которой передается через силопередающий элемент 4 на чувствительный элемент 3. С выхода датчика снимается электрический заряд, пропорциональный измеряемому давлению.Использование предлагаемой конструкции позволяет повысить помехозащищенность датчика, а также надежность устройства, особенно в условиях механических воздействий высоких уровней по сравнению с известным устройством практически в два раза (механическая надежность предлагаемого объекта при испытаниях составила 0,9996 против 0,999 у существующего базового образца).Большим преимуществом предлагаемой конструкции является также то, что она предполагает бесклеевой способ сборки чувствительного элемента, что позволяет1739224 ставитель Н.Мордовинхред М,Моргентал Корректор М,Шарош Редактор Е.Па аказ И 6 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 л.Гагарина, 10 роизводственнй издвгельский комбинат "Патент", г. Уж расширить температурный диапазон использования датчика до 700 - 800 С. Формула изобретенияДатчик давления, содержащий корпус с 5 мембраной, силопередающий элемент, основание с токосъемниками и чувствительный элемент, выполненный в виде пакета из чередующихся пьезоэлектрических и металлических дисков, при этом в основании вы полнено углубление для установки пакета, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности и надежности в условиях воздействия вибраций и15 ударов, в нем каждый металлический диск снабжен контактным ушком с отверстием, причем смежные металлические диски сориентированы в пакете так, что их контактные ушки расположены в диаметрально противоположных направлениях, а токосъемники пропущены через отверстия контактных ушек и закреплены в них, при.этом в металлических дисках с двух сторон выполнены углубления под пьезоэлектрические диски, а пакет зажат между основанием и силопередающим элементом через введенные в датчик диэлектрические прокладки,