Датчик давления с частотным выходом

883681 корпус (не показан), снабженный штуцером для подсоединения к исследуе 50 При изготовлении щелевых зазоров 12 размером порядка толщины слоя вязкого трения и, в частности, в пределах удвоенной глубины проникания вязкой волны, также обеспечивается одномерность процесса сжатий- разряжений газовой среды в зазорах 12 при колебаниях пьезоэлектрического резонатора. Для этого величина щелевого зазора 12 необходимо выбирать иэ выражения бО Ы" = 2 электрический резонатор; на фиг,З схема его подключения к системе воз буждения колебаний датчика,"Пьезоэлектрический резонатор содержит подложку 1, элементы крепления 2, корпусную рамку 3, электроды 4 и 5, проводники 6 и 7, пьезопреобразователи 8Элементы крепления 2 изготовлены за одно целое с подложкой 1 и корпусной рамкой 3 из материала со стабильными механическими свойствами, например из ситалла или кварца, и расположены на лйниях,соответствующих узлам стоячей волны собственных изгибных колебаний пьезоэлектрического резонатора (на фиг.1 пунктирные линии для 1-ой моды иэгибных колеба-. ний) . Проводники 9 и 10 служат для подсоединения пьезоэлектрического резонатора к системе возбуждения и. съема колебаний датчика (фиг.З).Пьезоэлектрический резонатор ус.тановлен в чвствительном элементе датчика (фиг.2) между корпусными деталями 11, противолежащие поверхности которых образуют внутренний объем датчика, состоящий из щелевых зазоров 12 и канала 13, опоясывающего подложку 1 резонатора по периметру Внутренний объем датчика сообщается с измеряемой средой с помощью вставок 14, выполненных из проницаемого для газовой среды материала, например из пористой керамики или стекла. Отдельные элементы чувствительного элемента соединены между собой, например склейкой или пайкой.Чувствительный элемент датчика может быть помещен в герметичный мому газовому объему, а также содержащий электрические гермовыводы длясоединения проводников 9 и 10 со схемой возбуждения и съема колебанийдатчика,Схема возбуждения и съема колебаний (фиг.З) является схемой автогенератора, в цепь обратной связи которого включен пьезоэлектрический резонатор. Пьезопреобразователи 8 с помощью внешних проводников 10 подключены один ко входу, а другой к выходу усилителя 15 с высоким входным.сопрртивлением, Выход усилителя 15подключен также ко входу схемы ав,томаЪйческой регулировки усиления 16 усилителя 15, выход которой, в свою очередь, подключен к управляющемувходу усилителя 15. Внешние проводники 9 пьезопреобразователей 8 соединены электрически с корпусом датчика. Блок питания 17 обеспечивает электропитание всей схемы, Выходной частотный сигнал датчика снимается свыхода усилителя 15,Работа датчика происходит следующим образом,При включении напряжения питанияпроисходит самовозбуждение датчикана частоте собственных резонансныхколебаний чувствительного элемента.При этом сигнал с приемного электрода 5 одного из пьезопреобразователей 8 через проводники 9 и 10 поступает на усилитель 15, где усиливается в необхбдимое число раз и поступает на возбуждение изгибных колеба 1ний подложки 1 через противоположную пару проводников 9 и 10 на электрод 5 другого пьезопреобразователя8. Одновременно с этим сигнал с выхода усилителя 15 поступает на входсхемы 16, где формируется управляющий сигнал для регулировкикоэффициента усиления усилителя 15,в соответствии с условием самовоз;буждения, что обеспечивает генерирование колебаний в пределах динамического диапазона этого усилителя иисключает нелинейное ограничение выходного сигнала датчика.Изменение давления в контролируемой газовой среде, проникая сквозьпористые вставки 14, приводит к изменению резонансной частоты колебаний пьезоэлектрического резонатораи, соответственно, частоты выходногосигнала датчика.Размеры подложки 1 выбраны из условия превышения скорости изгибныхколебаний в ней над скоростью звукав газовой среде щелевого зазора, чтоприводит к следующей формуле определения толщины подложки:ЬцС Л%где Ь - толщина подложки;С - скорость звука в газовой среде;С - скорость распространения продольных колебаний в материале подложки;й - рабочая частота,При выполнении этого условия процессы сжатия-разряжения газовой среды в зазорах 12 под действием изгибных колебаний пьезорезонатора оказываются одномерными (в направленииколебаний подложки) .где оф - величина зазОра;Ч - кинематнческнй коэффициентвязкости газовой среды;УЙ - рабочая чатота,Выполнение рекомендаций по выбору толщины подложки 1 пьезоэлектрического резонатора ; и величины щелевых зазоров 12 позволяет обеспечить одномерность процесса сжатий- разряжений газового объема а контролируемой среды как на низких,так и на высоких частотах, что значительно расширяет диапазон измеряемых давлений и повиаается точность их измерений.Описанный датчик обеспечивает исключение искажений функциональной зависимости выходной частоты от измеряемого давления за счет отсутствия воздействий колебающейся подложки 1 на корпусные детали, и, как следствие, повышение точности измерений.формула изобретения1. Датчик давления с частотным вы.ходом, содержащий корпус с установленным в нем пьезоэлектрическим резонатором с электродами, выполненнымв виде пластины, закрепленной в узлах стоячей волны собственных изгибных колебаний, систему возбуждения колебаний, о т л и ч а ю щ и и.- с я тем, что, с целью повышения точности измерений, между поверхностямипьезоэлектрического резонатора ивнутренними поверхностями корпуса5 образован щелевой зазор, величинакоторого выбрана из выраженияо"- ггде Р - величина зазора9 - кинематический коэффициентвязкости газовой средыЮ - рабочаячастота,а пьезоэлектрический резонатор размещен на подложке, толщина которой15 выбирается из условияф" с уФгде и - толщина подложки 13) С, - скорость звука в газовой средеФС - скорость распространения продольных колебаний в материале подложки.25 Источники информации,принятые во,внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЮ 691705, кл. 0 01 Ь 11/ЬО от2.0.067730 2. Авторское свидетельство СССРВ 647568 кл. 6 01 Ь 9/08,01.06.77 (прототип).