Датчик давления

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 120578 (21) 2614583/18-10с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 230780, Бюллетень М 27Дата опубликования описания 230780 р 11750299 6 01 (. 9/12 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В.Н,Абраров, А.П.Лучников, А.Д.Солотов и Л.В.Тарасов Московский институт электронного машиностроения(54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ Изобретение относится к устройствам регистрации, контроля, а также дистанционной передачи пневмосигналов.5По основному авт.св. 9 538254 известен датчик давления, используемый в качестве прецизионного измерительного преобразователя пневмосигналов и малых величин статического давления. Датчик содержит корпус, внутри которого расположена емкостная система, состоящая из металлизированной мембраны и противоэлектрода. В корпусе датчика размещен акустический возбудитель, подключенный к генератору и через синхронный детектор к индикаторному прибору. Сигнал снимается с противоэлектрода, подключенного через усилитель к синхронному детектору Ц,. Такой датчик имеет постоянную выходную характеристику, что ограничивает диапазон измеряемого давления и чувствительности. Применение дат чика для работы в различных диапазонах давлений ЬР значительно за;трудняется в связи с необходимостью смены электретных мембран с различны ми механическими свойствами. Датчик нельзя использовать в качестве регулирующего элемента в пневмоавтоматикеВсе это ограничивает функциональные возможности датчика при егопрактическом применении,Цель изобретения - обеспечениерегулирования выходной характеристики и чувствительности датчика посредством введения управляющего давления,что расширяет его функциональныевозможности.Это достигается тем, что передакустическим возбудителем введенапереизлучающая звуковую волну отакустического возбудителя гибкаямембрана, причем камера, образуемаямежду электретной мембраной и переизлучателем, является опорной, ауправляющее давление подается в полость за переизлучающей мембраной,На фиг.1 представлен один извариантов выполнения датчика давления; на фиг. 2 - график зависимости относительного изменения АР/Аоамплитуды акустического сигнала переизлучающей мембраны от величины управляющего давления а РВ, на фиг.3 -зависимость выходного напряжения датчика от величины измеряемого давленияЗО ЬРИ при различных управляющих давлениях ЬР 1Корпус электроакустического датчика давления (фиг.1) выполнен из трех металлических цилиндров 1, 2 и 3. Между цилиндрами 1 и 2 с уплотнением зажимается предварительно натянутая полимерная электретная мембрана 4, металлизированный слой- электрод которой гальванически .соединен с цилиндром 1.В камере измеряемого давления РИ на кольцевом изоляторе 5 устанавливается противоэлектрод 6 Между цилиндрами 1 и 3 с уплотнением устанавливается переизлучающая мембрана 7, выполненная из вязкоупругого поли мерного пленочного материала. В камеру, расположенную между электретной мембраной 4 и переизлучателем акустической волны, подается опорное давление Ро . Управляющее давление 20 ЬР подается в полость за переизлучающей мембраной 7. В цилиндре 3 при помощи закрепляющего кольца 8 установлен акустический возбудитель 9 волны постоянной амплитуды, питаемый от генератора 10. В состав схемы датчика входят также резонансный усилитель 11, синхронный детектор 12 и регистрируемый прибор 13.Рабочая частота датчика 2 кГц. М = 0-:200 .Гц. Рабочий диаметр мембраны - д = 26 юи. Рабочая площадь электретной мембраны 5 = 4,4 см Рабочий зазор между электретной мембраной 4 и противоэлектродом б дп300 мкм. Электретная мембрана 4 толщиной Г10 мкм выполнена из поликарбоната. Поверхностная плотность электретного заряда 6 = 2,710кл/м . Напряжение возбуждения, подаваемое с генератора 10 (фиг.1) 4 О равное 25 В. Переизлучающая мембрана 7 выполнена из полимерной пленки поликарбоната толщиной 10 мкм.Датчик работает следующим образом. Упругая акустическая волна от 45излучателя 9 возбуждает мембрану 7, которая колеблясь с частотой вынужденных колебаний возбудителя, переизлучает звуковую волну и возбуждает электретную мембрану 4. На противо- электроде б наводится электрический сигнал, который усиливается усилителем 11, затем детектируется синхронным детектором 12 и измеряется регистрирующим прибором 13.Дифференциальное управляющее давление Ь Ру в зависимости от своей величины создает различные механические напряжения в полимерной пленке 7. При этом пленка принимает сферическую форму с различной упругостью зависящей от Ь Ру . Это приводит к изменению амплитуды вынужденных акустических колебаний мембраны 7 из полимерной пленки (фиг. 2).Таким образом, путем подачи управляющих давлений Ь Р (в камеру за переизлучаемой мембраной 7) относительно опорного давления Рр в датчике можно регулировать амплитуду акустической волны переизлучающей мебраны 7, а, следовательно, и амплитуду колебаний электретной мембраны 4, которая, в свою очередь, определяет чувствительность и диапазон измеряемых давлений. При этом возможно получать семейство выходных характеристик (фиг. 3) при наличии электретной мембраны с постоянными свойствами, в то время как в известных устройствах для этого требовались сменные мембраны. Датчик можно использовать в качестве регулирующего элемента в системах пневмоавтоматики.Использование предлагаемой конструкции датчика значительно расширяет его функциональные возможности при регистрации давлений.Формула изобретенияДатчик давления по авт. св.9 538254, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения,регулирования чувствительности, датчик снабжен гибкой мембраной, установленной перед акустическим возбудителем.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 538254, кл. 6 01 1. 9/12, 197 Б