Терморезонансный преобразователь (его варианты)

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназн чено для использования при построении приборов измерения энергетических характеристик сигналов переменного тока, а также в устройствах ав томатики и аналоговой вычислительно техники. Целью изобретения является повышение точности преобразования. Терморезонансные преобразователи по первому и второму вариантам содержат дисковый пьезоэлектрический резонатор 1 с электродами 2 и 3 возбуждения , имеющими шейки 4 и 5, а также контактные площадки 6 и 7, а также нагреватели. Первьй нагреватель содержит тепловыделяющие участки 8 и 9 и проводниковьш участок 10 с малым электрическим сопротивлением. Второй нагреватель состоит из тепловыделяющих участков 11 и 12 и проводникового участка 13 с малым электрическим сопротивлением. Первый и второй нагреватели снабжены контактными пло-. щадками 14, 15 и 16, 17 соответственно . В первом варианте шейки 4 и 5 электродов 2 и 3 возбуждения расположены на одних противоположных сторонах пьезоэлектрического резонатора 1 симметрично, тепловыделяющие участки 8 и 9 первого .нагревателя - на других противоположных сторонах резонатора 1. Во втором варианте шейки 4 и 5 электродов 2 и 3 возбуждения расположены одна под другой. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ! ИЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (29) Е! (522 4 G 01 R 19/22 а 22,1 34

tiki„К ..,.:, .ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7 S

Жп t

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3854393/24-21 (22) 11.02.85 (46) 30.10.86. Бюл. Р 40 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электроиэмерительных приборов (72) В.Л.Аринштейн (53) 621.317.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

22 794557, кл. С 01 К !9/24, 1975.

Левшина Е.С., Новицкий П.В. Электрические измерения физических величин. Измерительные преобразователи.

Л.: Энергоатомиздат, 1983, с. 125. (54) ТЕРМОРЕЗОНАНСНЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (ЕГО ВАРИАНТЫ) (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при построении приборов измерения энергетических характеристик сигналов переменного тока, а также в устройствах автоматики и аналоговой вычислительной техники. Целью изобретения является повы2пение точности преобразования.

Термореэонансные преобразователи по первому и второму вариантам содержат дисковый пьезоэлектрический резонатор 1 с электродами 2 и 3 возбуждения, имеющими шейки 4 и 5, а также контактные площадки 6 и 7, а также нагреватели. Первый нагреватель содержит тепловыделяющие участки 8 и 9 и проводниковый участок 10 с малым электрическим сопротивлением. Второй нагреватель состоит из тепловыделяющих участков 11 и 12 и проводникового участка 13 с малым электрическим сопротивлением, Первый и второй нагреватели снабжены контактными пло- а щадками 14, 15 и 16, 17 соответственно. В первом варианте шейки 4 и 5 электродов 2 и 3 возбуждения расположены на одних протннопеневньсс сторонах пьезоэлектрического резонатора 1 симметрично, тепловыделяющие участки

8 и 9 первого, нагревателя — на других противоположных сторонах резонатора

1. Во втором варианте шейки 4 и 5 электродов 2 и 3 возбуждения расположены одна под другой. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

1267271

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при построении приборов измерения энергетических характеристик сигналов переменного тока, а также в устройствах автоматики и аналоговой вычислительной техники.

Цель изобретения — повышение точности преобразования.

На фиг.1 и 2 схематично представлен предложенный терморезонансный преобразователь, соответственно первый и второй варианты.

Преобразователь содержит дисковый пьезоэлектрический резонатор (, на противоположных поверхностях которого в центральной части нанесены электроды 2 и 3 возбуждения, имеющие шейки 4 и 5, а также контактные площадки

6 и 7 . По образующей резонатора 1 нанесены нагреватели. Первый нагреватель состоит из тепловьделяющих участков

8 и 9 и проводникового участка 10 с малым электрическим сопротивлением.

Второй нагреватель состоит из тепловыделяющих участков 11 и 12 и проводникового участка 13 также с малым электрическим сопротивлением. Первый и второй нагреватели снабжены кон" тактными площадками 14, 15 и 16, 17 соответственно.

По первому варианту (фиг.1) шейки

4 и 5 электродов 2 и 3 возбуждения с их контактными площадками 6 и 7 расположены на одних противоположных сторонах резонатора 1 симметрично относительно его центра, а незамкнутые тепловьделяющие участки 8 и 9 первого нагревателя — на других противоположных сторонах резонатора 1 также симметрично относительно его центра. В первом иэ разрывов первого, нагревателя между тепловьделяющими участками 8 и 9, ограниченном контактными площадками 14 и 15, расположена шейка 4 электрода 2 возбуждения, Во втором разрыве между тепловьделяющими участками 8 и 9 расположен проводниковый участок 10, обеспечивающий электрическое соединение этих тепловьделяющих участков между собой, Аналогично расположены нанесенные на второй поверхности резонатора 1 тепловыдеяяющие 11, 12 и проводниковый

13 участки второго нагревателя, его контактные площадки 16 и 17 и шейка

5 электрода 3 возбуждения.

Нанесение на поверхности резонатора 1 электродов 2 и 3 возбуждения, нагревателей и контактных площадок может быть осуществлено, например, путем вакуумного напыления. Электроды 2 и 3 возбуждения должны быть выполнены иэ материала с хорошей электропроводностью, например из серебра, Тепловыделяющие участки 8, 9 и 11, 12

10 нагревателей должны быть выполнены из материала со сравннтельно низкой электропроводностью, например, из нихрома. Проводниковые участки 10 и

13 нагревателей, обладающие малым электрическим сопротивлением, должны быть выполнены из материала с хорошей электропроводностью, например, из такого же, как и электроды 2 и 3 возбуждения.

По второму варианту (фиг.2) шейки

4 и 5 электродов 2 и 3 возбуждения с их контактными площадками 6 и 7 расположены друг под другом, а контактные площадки 14, 15 и 16, 17 первого

25 и второго нагревателей расположены на противоположной шейкам 4 н 5 и контактным площадкам 6 и 7 стороне резонатора 1. Кроме того, проводниковые участки 10 и 13 первого и втоЗО рого нагревателей размещены в зазоре между тепловьделяющими участками 8, 9 и 11,12 этих нагревателей и электродами 2 и 3 возбуждения.

Терморезонансный преобразователь

З по первому варианту работает следую-" щим образом.

Измеряемые сигналы подаются на первый и второй нагреватели. Поскольку проводниковые участки 10 и 13 наг4О ревателей выполнены иэ материала с высокой электропроводностью, их сопротивление в несколько десятков раз меньше, чем сопротивление тепловьделяющих участков 8,9 и 11, 12. Следова4 тельно, вся мощность, рассеиваемая в первом и втором нагревателях, выделяется лишь на тепловыделяющих участках 8, 9 и 11, 12 соответственно. Тепловьделяющий участок 8 первого нагревателя и соответствующий ему тепловьделяющий участок 11 второго нагревателя нанесены строго один под другим, Аналогично нанесены тепловыделяющие участки 9 и 12. Благодаря такому расположению тепловьделяющих участков нагревателей в данном терморезонансном преобразователе в области, ограниченной тепловьделяющими

Таким образом, устранена присущая известным устройствам погрешность, ный термореэонансный преобразователь характеризуется большей точностью преобразования.

1. Терморезонансный преобразователь, содержащий дисковый пьезоэлек» трический резонатор, два нагревателя, нанесенных на соответствующие поверхности резонатора по образующей и выполненных с первыми разрывами, ориентированными симметрично относительно центра резонатора, и парами контактных площадок, расположенных по краям первых разрывов, два электрически изолированных от нагревателей электрода возбуждения, каждый из которых нанесен в Ueíòðàëüíoé части соответствующей поверхности резонатора и выполнен с шейкой и контактной площадкой, расположенными в первом разрыве соответствующего нагревателя, р т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, каждый из нагревателей выполнен со вторым разрывом, расположенным относительно первого разрыва по другую сторону от центра резонатора, между краями второго разрыва каждого нагревателя нанесен проводниковый участок с малым электрическим сопротивлением, причем тепловьделяющие участки нагревателей, противостоящие на разных поверхностях резонатора, выполнены равновеликими.

2. Терморезоиансный преобразователь, содержащий дисковый пьезоэлектрический резонатор, два нагревателя, нанесенных на соответствующие поверхности резонатора по образующей и выполненных с первыми разрывами, ориентированными симметрично относительно центра резонатора, и парами контактных площадок, два электрически изолированных от нагревателей электрода возбуждения, каждый из ко- торых нанесен в центральной части соответствующей поверхности резонатора и выполнен с шейкой и контактной площадкой, расположенными в первом разрыве соответствующего нагревателя, отличающийся

3 1267271 4 участками 8 и 11, вьделяется мощность, зависящая только от суммарной мощности Р . То же самое можно сказать об области, ограниченной тепловыделяющими участками 9 и 12 ° В частнос- 5 резонатора. Следовательно, предложенти, при постоянном значении P в этих областях вьделяются также постоянные мощности, независящие от соотношений между мощностями, рассеиваемыми в нагревателях. В других областях реэонато-10 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я ра 1 вьделение мощности отсутствует.

Следовательно, конфигурация теплового поля в центральной зоне резонатора 1 и соответственно его резонансная частота определяются только значением 15 суммарной рассеиваемой мощности Р и не зависят от распределения этой мощности по нагревателям. Таким образом, в терморезонансном преобразователе устранена присущая известным устрой- 20 ствам погрешность, обусловленная изменением конфигурации теплового поля и вызванным этим изменением резонансной частоты пьезоэлектрического резонатора при изменении соотношениймежду мощностями, рассеиваемыми в нагревателях.

Терморезонансный преобразователь по второму варианту работает еледующим образом. 30

Измеряемые сигналы подаются на первый и второй нагреватели,. Проводниковые участки 10 и 13, размещенные в зазоре между тепловьделяющими участками нагревателей и электродами

2 и 3 возбуждения, обеспечивают электрическое соединение между собой тепловьделяющих участков 8, 9 и 11, 12 соответственно. Благодаря наличию проводниковых участков 10 и 13, как и для первого варианта устройства, вся подаваемая мощность рассеивается на тепловыделяющих участках 8, 9 и

11, 12. Тепловыделяющие участки 8 и

11, а также 9 и 12 нанесены, как и в первом варианте, строго один под другим. Поэтому в областях, ограниченных тепловьделяющими участками 8 и 11, а также 9 и 12 выделяется мощность, зависящая только от суммарной мощности 1 . В других областях резонатора 1 вьделение мощности отсутствует, Следовательно, конфигурация теплового поля в центральной зоне резонатора 1 и его резонансная частота определяются только значением

55 суммарной рассеиваемой мощности 1 и не зависят от распределения этой мощности по нагревателям.

1Z

Составитель Л.Морозов

Техред Л.0лейник Корректор JI.Пилипенко

Редактор Л.Пчелинская

Заказ 5766/40 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4

S 12672 тем, что, с целью повышения Точности преобразования, каждый из нагревателей выполнен с вторым разрывом, расположенным относительно первого разрыва по другую сторону от центра ре- 5 эонатора, на каждую поверхность резонатора в зазоре между соответствующими нагревателем и электродом возбуждения нанесен незамкнутый кольцевой проводниковый участок с малым 10 электрическим сопротивлением, причем контактные площадки каждого из нагревателей расположены по краям второго разрыва, концы проводниковых участков соединены с краями первых разрывов соответствующих нагревателей, тепловыделяющие участки нагревателей, противостоящие на разных поверхностях резонатора, выполнены равновеликими.