Датчик давления

,А,Тухва 95,остраени 1987, с, В.С. Ортса - пес 3 соп ЕЕ. Соптго о,135, й 5 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(71) Опытно-конструкторское бюртроники и информационно-измерники при Башкирском госудуниверситете им.40-летия Октя72) Б.Г,Горшков, А,М,Кузнецовтуллин и О.В.Яковлев.опез В.Е., Йабеп .М., ЙеатЙЬге зепзогз цзпд всготасЬгезопапт еееептз, - Ргос.ТЬеогу апс Аррсатопз, 1988, чрр,353 - 358, Вд, 1, Гд, 2, Ед, 1(57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для измерения давления жидких и газообразных сред, Цель изобретения - повышение точности измерений путем уменьшения температурной погрешности. Сущность изобретения: датчик содержит мембрану 5, резонатор 6, источники излучения 8 и 9, модулятор 10, приемник излучения 11, фильтр 13, разветвители 14 и 15, пять световодов 16-20 и компенсирующую полупроводниковую пластину 7, В датчике давления осуществляется регулирование величины светового потока, падающего на механический резонатор 6, в зависимости от температуры окружающей среды, Положительный эффект: повышение точности измерений. 1 ил.Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для измерения давления жидких и газообразных сред,Известен датчик давления, содержащий источник и приемник излучения, мембрану с отражающей поверхностью, оптический разветвитель, входной и выходной световоды и блок обработки сигналов,Наиболее близким к изобретению является датчик давления, содержащий моно- кристаллическую кремниевую мембрану, механический резонатор, размещенный.на мембране, первый и второй источники излучения с различными длинами волн излучения, модулятор и приемник излучения, соединенные, соответственно, с первым источником излучения и блоком обработки сигналов, фильтр, непрозрачный для излучения первого источника излучения, два разветвителя и пять световодов, причем механический резонатор через первый световод, первый разветвитель и второй световод оптически связан с первым источником излучения, через первый световод, первый разветвитель, третий световод, второй разветвитель и четвертый световод оптически связан со вторым источником излучения, а через первый световод, первый разветвитель, третий световод, второй разветвитель, пятый световод и фильтр оптически связан с приемником излучения,Известный датчик характеризуется невысокой точностью преобразования в связи с зависимостью его выходного сигнала от температуры окружающей среды.Цель изобретения - повышение точности измерений путем уменьшения температурной погрешности.Цель достигается тем, что датчик давления содержит дополнительно прозрачную для излучений обоих источников излучения компенсирующую полупроводниковую пластину, выполненную, например, из арсенида галлия и установленную между механическим резонатором и торцом первого световода, Технический эффект заключается в регулировании величины светового потока, падающего на механический резонатор, в зависимости от температуры окружающей среды.Изобретение поясняется чертежом.Датчик давления содержит основание 1 со штуцером 2, кожух 3 со штуцером 4, монокристаллическую кремниевую пластину, профилированную в виде мембраны 5 и имеющую плоскость кристаллографической ориентации (100), механический резонатор 6 в виде жесткозаделанной с обоих концов прямоугольной пластины, выполненной ме 5 10 15 20 тодом анизотропного травления монокристаллического кремния. компенсирующую пластину 7, выполненную, например, иэ арсенида галлия, первый 8 и второй 9 источники излучения с различными длинами волн излучения, модулятор 10 и приемник 11 излучения, соединенные, соответственно, с первым источником 8 излучения и блоком 12 обработки сигналов, оптический фильтр 13, непрозрачный для излучения первого источника 8, первый 14 и второй 15 оптические разветвители, первый 16, второй 17, третий 18, четвертый 19 и пятый 20 оптические световоды и микролинзы 21 - 23. Основание 1 с кожухом 3 образуют полость, в которой размещены мембрана 5 с механическим резонатором 6 и компенсирующая подупроводниковая пластина 7. Через штуцер 2 к мембране 5 подводится измеряемая среда, Полость под кожухом 3 вакуумирована через штуцер 4, который после откачки воздуха эапаивается, Компенсирующая полупроводниковая пластина 7 расположена между механическим резонатором 6 и тор цом первого световода 16, введенного в полость под кожухом 3 через герморазьем 24, Механический резонатор 6 через пластину 7, первый световод 16, первый разветвитель 14, второй световод 17 и микролинзу 21 оп тически связан с первым источником 8 излучения, через пластину 7, первый световод 16, первый разветвитель 14, третий световод 18, второй разветвитель 15, четвертый световод 19 и микролинэу 22 оптически свя эан со вторым источником 9 излучения, ачерез пластину 7, первый световод 16, первый разветвитель 14, третий световод 18, второй разветвитель 15, пятый световод 20, фильтр 13 и микролинзу 23 оптически свя эан с приемником 11 излучения, Толщинапластины 7 иэ арсенида галлия может составлять несколько десятков микрометров,Длина волны первого источника 8 излучениявыбирается с учетомспектральной характеристики пластины 7, Длина волны второго источника 9 излучения выбирается с учетом наименьших потерь для данной длины волны в материале пластины 7, оптическом фильтре 13 и приемнике 11 излучения, Фильтр 13 является эаграждающим для излучения первого источника 8 и прозрачным для излучения второго источника 9,Датчик давления работает следующимобразом,Модулированное по интенсивности излучение первого источника 8 падает на поверхность механического резонатора 6, При поглощении излучения в теле резонаторавыделяется теплота и создается нестационарное температурное поле, Возникающие1796938 лучения, через первый световод, первый разветвитель, третий световод, второй разветвитель и четвертый световод оптически связан с вторым источником излучения, а Формула изобретения через первый световод, первый разветвитель, третий световод, второй разветвитель, пятый световод и фильтр оптически связан с приемником излучения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерений путем уменьшения температурной погрешности, он содержит дополнительно прозрачную для излучений обоих источников излучения компенсирующую полупроводниковую пластину, выполненную, например, из арсенида галлия и установленную между механическим резонатором и торцом первого световода. Составитель И. СумцовТехред М,Моргентал Корректор С. Шекмар Редактор Т. Шагова Заказ 645 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 при этом термоупругие напряжения создают в теле резонатора 6 температурный изгибающий момент, что вызывает колебания механического резонатора 6, Если частота модуляции излучения первого ис точника 8 не равна собственной частоте колебаний резонатора 6, амплитуда его колебаний оцень мала. При равенстве упомянутых частот, наблюдается явление резонанса и амплитуда колебаний возрастает, 10 соответственно значению добротности резонатора. На поверхность резонатора 6 падает также немодулированное излучение от второго источника 9. Мощность излучения источника 9 выбирается меньшей, чем ис точника 8. Часть отраженного от поверхности колеблющегося механического резонатора 6 излучения с длиной волны второго источника 9, модулированного по интенсивности резонатором 6, возвращается 20 в торец световода 16 и, через разветвитель 14, световод 18, разветвитель 15, световод 20, фильтр 13 и микролинзу 23 поступает на Датчик давления, содержащий моно- кристаллическую кремниевую пластину, профилированную в виде мембраны, механический резонатор, размещенный на мембране, первый и яарой источники излучения с различными длинами волн излучения, модулятори приемник излучения, соединенные соответственно с первым источником излучения и блоком обработки сигналов, фильтр, непрозрачный для излучения первого источника излучения, два разветвителя и пять световодов, причем механический резонатор через первый световод, первый разветвитель и второй световод оптически связан с первым источником изприемник излучения 11, Сигнал с фотоприемника 11 поступает на блок обработки сигналов 12 (спектроаналиэатор).С изменением температуры окружающей среды, например, при ее увеличении, уменьшается коэффициент светопропускания компенсирующей полупроводниковой пластины 7, что приводит к уменьшению подводимой к резонатору 6 мощности возбуждающего излучения источника 8, что приводит к уменьшению температуры тела резонатора 6, таким образом, компенсируется или значительно уменьшается уход резонансной частоты резонатора 6 при изменении температуры окружающей среды.Для компенсирующей пластины 7 из арсенида галлия толщиной 40 мкм температурный диапазон изменения полосы пропускания составляет 50 С. При выборе длины волны первого источника 8 равной 0,8 мкм, диапазон температурной компенсации составит - 10+40 ОС,