Чувствительный элемент дифференциального частотного пьезкварцевого преобразователя механических величин

"чз 5 ЬВСилаОПИСАНИЕИЗОБРЕ 1 ЕНИ ЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ Сава Саеетскнх СациалпстнческихРеспублик 1) Дополнит к ав 67836 18-1 2) Заявлено 01.04 соединением за к дарственный комнтеСССРелам нзобретеннйи открытий(54) ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ЧАСТОТНОГОПЬЕЗОКВАРЦЕВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМЕХАНИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН чувствитель- ьезоэлектрисреза УХф, составляет с щий в предсИзобретение относится к области пьезотехники, а именно к пьезокварцевым датчикам, используемым для,измерения пьезоэлектрических величин, например линейных ускорений, вибраций, давлений, сил, смещений и др.Известен частотный пьезокварцевый датчик механических параметров, в котором в качестве чувствительного элемент используется пьезокварцевая пластина АТ-среза (УХ/+35) 11.Однако чувствительный элемент этого датчика обладает значительной температурной погрешностью, связанной с темпераратурным изменением крутизны преобразования (механический параметр-частота 1.Наиболее близким по технической сущности является чувствительный элемент АТ-среза, ориентированный таким образом, что направление силового воздействия составляет с кристаллографпческой осью Х угол ф, лежащий в пределах=-33 - 35 121.Однако недостаток элемента состоит в высокой чувствительности температурного коэффициента крутизны преобразования К пластин АТ-среза к изменению угла орисчтации. В результате технологических неточностей ориентации пьезоэлемента в да;- чике, как правило, не совпадает с оптимальной ориентацией, соответствующей н 1 лсвому значению температурного коэффициента крутизны преобразоьания. Следствием этого является большая температурная нестабильность крутизны преобразования датчика.Кроме того, пластины АТ-среза характеризуются высокой чувствительностьютемпературного коэффициента частоты кизменению угла р. Это приводит к появ 1 О лению температурной нестабильности нулядифференциального датчика вследствиеобусловленного технологической неточностью различия по углу р у чувствительныхэлементов, составляющих дифференциальную схему датчика.Цель изобретения - повышение температурной стабильности,Это достигается тем, чтоньш элемент выполнен в виде пческой кварцевой пластиныбазовая плоскость которойоптической осью угол, лежалах р=42,5 - 45,5,На фиг. 1 представлена ориентацияпредлагаемого чувствительного элементапо отношению к кристаллографпческимссям кзарца; на фпг. 2 показана зависимость изменения крутизны преобразованияна 1 от угла между базовой плоскостьюгластины и оптической осью кварца.670894 выражением 20 фиг,1 Чувствительный элемент выполнен виде пьезоэлектрической кварцевой пластины 1 (фиг. 1), произвольного контура, нодвергающейся вследствие воздействия измеряемого параметра Р растяжению 5 (сжатшо) вдоль оси 7 - Е. Ось Р - г" составляет с осью Л угол б. Базовая плоскость гластины составляет с оптической осью кварца угол р. В том случае, если угол лежит в пределах 42,5 - 45,5, крутиз на преобразования имеет нулевой темпсратурный коэффициент прл любом угле ориентации. Это вытекает из следующего анализа. Производная от крутизны преобраАКр15 зования по температуре описывается ЮКр сИр ЙКу Й йсИ где ДКу ДКв гК,: ДКс Ж ЮЙ Ж 25ДК,:, Ыр:,Производные --- и - - являются функЙ Йциями угла Р между базовой плоскостьюпластины и оптической осью 2 кварца. 30На фиг. 2 изображены зависимостиЙКу:. дК,-- (3) (крпвая 2) и -- -(кривая 31для круглых пластин. Из графика видно,х ячто при р= - 44 -- =- -- =О. СледоЖ Жвафельно для любой ориентации силовоговоздействия крутизна преобразования при13= - 44 имеет нулевой температурный 40 коэффициент, Поскольку на температурныи коэффициент крутизны преобразования (хоть и в значительно меньшей степени) влияет и соотношение размеров пластины, точное значение лла в зависимости от указанных факторов лежит в пределах ,:о . - г.- -о4 с,о -- 1 ),о Таким образом, технологические источне снижают температурной стабильности крутизны преобразования чувствительного элемента.Температурный коэффициент частоты предлагаемых пьезоэлементов в 2,5 раза менее чувствителен к изменению угла Это по сравнению с известным пьезоэлментом при одном и том же технологическом разбросе позволяет почти во столько же раз повысить температурную стабильность нуля дифференциального датчика. Формула изобретения Чувствительный элемент частотного дифференциального пьезокварцевого преобразователя механических величин, выполненный в виде пьезоэлектрической кварцевой пластины среза УХ 1 ф, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения температурной стабильности преобразователя, оазовая плоскость пьезокварцевой пластины составляет с оптической осью кварца угол, лежащий в пределах 42,5 - 45,5. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. 11 атент США М 3033043, кл. 310-8.4, 19 б 8.2. Авторское свидетельство ССС Р Ло 247517, кл, 6 01 Р 3/54, 19 б 8.оставитель Н. Мараховс дактор Е. Карауло ехред А, Камышников ктор С. Фаин Тип. Х фил. вред. П т аказ 455/833 Изд.378НПО Государственного комитета113035, Москва, Ж Тираж 1089 ПодписноеССР по делам изобретений и открытий5, Раушская наб., д. 4/5