Датчик давления

О П И С А Н И Е ,905671ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоаетскикСоциалистнчесинаРеспублик(088.8) Опубликовано Дата опубли 1.0282, Бюллетень6ованиа описания 150282(72) Авторы изобретения Н.Омельяненко, В.Ф.Алексеев и В.И.Петров при ний 1Изобретение относится к приборо"строению и предназначается для измерения давления,Известен преобразователь, составленный иэ двух идентичных пьезоэлементов, сложенных в столбик черезтокопроводящую заземленную прокладку,один пьезоэлемент которого гк 4 ключенк генератору электрических колебаний, а другой - к измерительному прибору. Под действием статического усилия изменяется амплитуда механическихколебаний пьезоэлементов и, соответственно, разность потенциалов наэлектродах пьезоэлемента, подключенного к измерительному прибору 1;1,Наиболее близким по техническойсущности к предложенному являетсядатчик давления, содержащий корпус,мембрану, пакет пьезоэлементов, разделенных изоляторами 2,1.Недостаток его состоит в том, чтоизмерении низкочастотных давленеизбежна потеря чувствительности датчика, связанная с утечкои заряда с пьезоэлементов через входноесопротивление усилителя.Целью изобретения является повышение чувствительности датчика к низкочастотным составляющим измеряемогодавления.Эта цель достигается тем, что изоляторы выполнены из параэлектрического материала и включены в противоположные плечи выполненной в виде моста схемы измерения, в два другихплеча которой включены пьезоэлементы, при этом одна диагональ мостаподсоединена к генератору электрических колебаний, а другая - к резонансному усилителю,На чертеже представлен предлагаемый датчик давления,Датчик давления содержит корпус 1и мембрану 2. Внутри корпуса 1 установлен пакет из двух пьезоэлементов3 и Й, зажатый между дном корпуса 1и мембраной 2. Пьезоэлементы 3 и 405671 Формула изобретения 3 9 на торцах имеют электроды 5 - 8. Полярные оси пьезоэлементов 3 и 4 ориентированы в одном направлении, как показано на чертеже стрелками. На торцах обоих пьезоэлементов 3 и 4, например положительных, размещены конденсаторы 9 и 10, выполненные иэ параэлектрического материала, например керамических твердых растворов (Варяг)Т 102, (РЬ 5 г)Т 10, К(ТаНЬ)0. Пьезоэлементы 3 и 4 и конденсаторы 9 и 10 соединены в мостовую схему, при этом электроды пьезоэлементов одного знака 5 и 7 (плюс) соединены с выходом высокочастотного генерато. ра 11. Частота этого генератора по крайней мере на порядок выше максимальной частоты в спектре измеряемого давления. Электроды 6 и 8 другого знака (минус) соединены с входом резонансного усилителя 12, настроенного на частоту генератора 11.Устройство работает следуоцим образом.При наличии давления или внешней силы мембрана 2 прогибается, передавая усилие на пьезоэлементы 3 и 4, вследствие чего на их электродах 5- 8 возникают электрические заряды, как показано на чертеже. Эти заряды ведут к повышению электрического напряжения на кондеисаторах 9 и 10, под действием которого их емкости изменяются. Иост, образованный емкостями пьезоэлементов 3 и 4 и конденсаторов 9 и 10, который без давления сбалансирован, разбалансируется, и сигнал разбалансировки регистрируется резонансным усилителем 12. По величине разбалансировки моста судят об измеряемом давлении. Ввиду высокого электрическогосопротивления конденсаторов 9 и 1 О,выполненных иэ параэлектрицескогоматериала, заряды с пьезоэлементов3 и 4 не стекают и датчик может фиксировать низкочастотные составляющие измеряемого давления,Изобретение позволяет повыситьточность и расширить диапазон иэме 10 рения давлений вплоть до инФраниакочастотных сравнительно простымисредствами, а также сократить номенклатуру типов датчиков давления. Датчик давления, содержащий преобразователь давления в виде пакетащ пьезоэлементов с электродами, разделенных изоляторами, и схему измерения, о т л и ц а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения чувствительности к низкочастотным составляющим2 З измеряемого давления, изоляторы выполнены из параэлектрического материала и включены в противоположныеплечи выполненной в виде бюста схемы измерения, в два других плеча козВ торой включены пьезоэлементы, приэтом одна диагональ моста подсоединена к генератору электрических колебаний, а другая - к резонансномуусилителю.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРНф 143585 кл. С 019/08, 13.02.60.2. Авторское свидетельство СССР4 в Иф 591725 э кл. О О 1 3. 1/16, 19,12,75905671 оставитель Н.Кизиловехред Ж. Кастелевич Корректор О.Била едактор М,Цитк акаэ 3 ПодписноеСССР ти мб д. 4/5 ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,ил/57 Тираж 8 ВНИИПИ Государствепо делам изобре 113035, Москва, Ж 2ного комитеений и откр5, Раушская