Резонатор для частотных датчиков

,/: -Гкударственнцй комитет СССР ао делом изобретений и открытий( 54) РЕЗОНАТОР АСТОТНЫХ ДА ОВ Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и предназначенодля датчиков давления с частотным выходом.Известны резонаторы для датчиков давления, выполненные в форме тонкостенныхцилиндров с установочными поясками поконцам и с фиксацией углового положенияокружных форм колебания с 1) и2,Однако известные резонаторы не обладают достаточной стабильностью свойств.тоЦель изобретения состоит в повышенииточности,Эта цельдостигается тем, что резонатор выполнен из монокристалла кварца или лей 5 косапфира, причем в зонах перехода к концевым установочным пояскам для снижения демпфирующего влияния заделок имеется одно или несколько утолщений.Благодаря тому, что любой монокристалл обладает естественной анизотропией физических свойств, в резонаторе, изготовленном из такого монокристалла, фиксация углового положения окружных Форм собственных колебаний достигается и безснижения порядка осевой (поворотной) симметрии контуров его поперечного сечения,которое у известного обусловливается наличием на резонаторе канавок, расположенных вдоль узловых меридианов.Для упрощения систем возбуждения исъема колебаний резонатор изготавливается из монокристалла кварца.При необходимости достижения максимальной временной стабильности и добротности резонатора его изготавливают измонокристалла лейкосапфира, который обладает наиболее высокими упругими свойствами из всех пригодных для этой целимонокристаллов.Для снижения демпфирующего влияниязаделок резонатора на нем в зонах перехода от тонкостенного активного участка,расположенного в его центральной части,к утолщенным установочным пояскам, расположенным не его концах, выполнены одно или несколько промежуточных кольцевых утолщений, 7203433На фиг. 1-6 изображена конструктивная схема резонатора, варианты исполнения,Наиболее простой в конструктивном итехнологическом отношении вариант ре 5зонатора изображен на фиг, 1.Резонатор представляет собой теловращения, целиком изготовленное из одного монокристалла, Расположенный в центральной части резонатора тонкостенныйактивный участок 1 изнутри ограниченкруговой цилиндрической поверхностью 2,а снаружи - соосной с нею поверхностью3. На концах резонатора расположены утолщенные установочные пояски 4 и 5, служащие для сочленения резонатора с деталями того датчика, в котором он используется. Внутри резонатора имеется сквозноеотверстие 6, благодаря чему обеспечивается возможность создания датчиков с проточными резонаторами.На фиг. 2 изображен еше один вариантконструкции резонатора со сквозным отверстием, отличающийся от предыдущего тем,что в нем утолщенные установочные пояс ки 4 и 5 расположены на разных ( внешней и внутренней) сторонах активногоучастка,Вариант конструкции, изображенный нафиг. 3, представляет собой стаканчик с ЗОглухим днищем и может быть использованлишь в таких датчиках, резонатор которыхможет быть и непроточным,Три варианта конструкции резонатора,показанные на фиг. 4, 5, 6, отличаются ЗБот рассмотренных выше вариантов наличием промежуточных кольцевых утолщений7 и 8, расположенных в местах переходаот тонкостенной активной части 1 к. утолщенным установочным пояскам 4 и 5 ф 40Благодаря этим промежуточным утолщениям достигается существенное снижениедемпфируюшего влияния заделок резонатора, т,е, его сочленений с другими деталями датчика, которые осуществляются по 45поверхностям установочных поясков 4 и 5.К числу перспективных материалов, изкоторых может быть изготовлен резонатор, в первую очередь, относятся искусственно вырашиваемые монокристаллы квар- Мца, лейкосапфира и кремния, В зависимости от типа симметрии монокристалла иот угловой ориентации продольной оси резонатора, изготовленного из данного монокристалла, относительно его кристалло 4физических осей возможны следующие случаи: а) в отношении анизотропных физических свойств материала резонатора его продольная ось является осью поворотной симметрии второго порядка; 6) в том же отношении ось резонатора является осью 3-го порядка; в) 4-го порядка; г) 6-го порядка.В любом из этих четырех случаев пространственное расположение элементов систем возбуждения и съем колебаний резонатора и пространственная анизотропия физических свойств материала резонатора должны характеризоваться одними и теми же общими плоскостями симметрии, проходящими через его продольную ось.Таким образом, если вырезать, например, резонатор из монокристалла кварца (тригональная система) так, чтобы его продольная ось совпадала с оптической осью монокристалла, то в таком резонаторе нужно возбуждать форму изгибных ко - лебаний с тремя волнами в окружном направлении. Соответственно нужно строить и системы возбуждения и съема колебаний.Применение описанных резонаторов в качестве измерительных преобразователей частотных датчиков первичной информации позволяет примерно на порядок увеличить точность измерений и временную стабильность этих приборов.Формула изобретения1. Резонатор для частотных датчиков,представляющий собою тонкостенный цилиндр с установочными поясками по концам,отличающийся тем,что,с целью повышения точности датчика, онвыполнен из монокристалла кварца,2, Резонатор по и. 1, о т л и ч аю. ш и й.с я тем, что он выполнен из монокристалла лейкосапфира.3. Резонатор по пп. 1, 2, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что в зоне перехода к концевым установочным пояскам, онимеет одно или несколько утолщений,. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 181848, кл, С 01 ( 11/00, 1965,2, Авторское свидетельство СССР позаявке 2456 148/18-10,кл, б 01 ( 11/00, 25,02,77 (прототип).дпис илиад ОГ г.Ч б И ПИ 72 0343 333/16 Тираж 10 П "Патент", г. Ужгород, ул. ая