Пьезорезонансный датчик давления

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет уменьшить мультипликативную составляющую температурной погрешности и устранить ложные сигналы при действии вибрационной и ударной нагрузок. Действующая сила через консольно закрепленную балку 2 и стержень 3 с упругими шарнирами передается концу рычагакоромысла 4 с балансировочным грузом 6 на конце. Деформация двух идентичных пьезорезонаторов 8 вызывает изменение их частот. Дифференциальный принцип включения пьезорезонаторов 8 исключает изменение частоты на выходе датчика при температурной деформации. Двусторонние вырезы на силопередающем стержне 3 способствуют повышению чувствительности датчика давления. 3 ил. .С & (Л О9 ьс О) ;0 « фие.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 ? 9/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4040958/24-10 (22) 24.03.86 (46) 30.07. 87. Бюл. М 28 (71) Ереванский политехнический институт им. К.Маркса (72) В.P.Âàðäàíÿí, Э.Н.Григорян, В.В.Варданян, M.Ñ.Àçoÿí и Н.В.Варданян (53) 53!.787(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 922553, кл. G Ol L 9/08, 1980.

Малов В.В. Пьезорезонансные датчики. N.: Энергия, 1978, с.167,рис. -За. (54) ПЬЕЗОРЕЗОНАНСНЫЙ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет уменьшить мультипликативную составляю„„SU„„1326917 А1 щую температурной погрешности и устранить ложные сигналы при действии вибрационной и ударной -нагрузок. Действующая сила через консольно закрепленную балку 2 и стержень 3 с упругими шарнирами передается концу рычагакоромысла 4 с балансировочным грузом

6 на конце. Деформация двух идентичных пьезорезонаторов 8 вызывает изменение их частот. Дифференциальный принцип включения пьезорезонаторов 8 исключает изменение частоты на выходе датчика при температурной деформации.

Двусторонние вырезы на силопередающем стержне 3 способствуют повышению чувствительности датчика давления.

3 ил.

1326911

Изобретение относится к контроль-. но-измерительной технике, в частности к датчикам давления, предназначенным для измерения абсолютного давления.

Цель изобретения — уменьшение муль«5 типликативной составляющей температурной погрешности и устранение ложных сигналов при действии вибрационной и ударных нагрузок.

На фиг.1 изображена схема пьезодатчика с коппенсатором; на фиг.2— пьезорезонансный датчик, общий вид, в разрезе; на фиг.3 — блок-схема измерения давления. 15

Пьезореэонансный датчик давления содержит корпус 1 с прикрепленной к нему силопередающей балкой 2, на одном конце которой действует сила F

Второй конец балки упруго прикреплен к корпусу 1 через шарнир, образованный двусторонними вырезами, выполненными в теле балки. Действующая сила

F, увеличенная по соотношению рыча- 25 гов балки, передается силопередающему стержню 3, связанному своей центральной частью с концом рычага-коромысла

4, прикрепленным к опоре 5. На втором, свободном конце рычага-коромысла прикрепляется сдвигаемый балансировочный груз 6. Пьезоэлементы 7 и

8 своей гранью соосно прикрепляются с двух сторон к рычагу-коромыслу 4

MeJKgg OIIOPOH H MeCTOM КРЕПЛЕНИЯ CHJIO передающего стержня 3, который своим вторым концом скреплен с компенсационной балкой 9. Силопередающая балка

2 и балка 9 (фиг..2) скрепляются с. корпусом при помощи винтов 10 и 11. Бал- 40 ки 2 и 9 со стержнями 3 закрепляются также винтами 12 и 13. Стержень 3 с концом рычага-коромысла соединяется через хомут 14. Пьезоэлементы 7 и 8 своими гранями скрепляются с торцами 45 рамки 15, закрепленной в корпусе, и с .рычагом-коромыслом. Рычаг-коромысло 4 опирается на двусторонне вырезанные опорные стойки 16. На втором конце рычага-коромысла 4 закреплен балаиси-

50 .ровочный груз 6, положение которого на рычаге-коромысле устанавливаются опытным путем и фиксируются. На верхней крышке корпуса закрепляется гофрированная мембрана 17, сверху к которой припаивается штурец 18. Жесткий центр гофрированной мембраны 17 скреплен с выступом 19 силопередающей балки 2.

Блок-схема измерения абсолютного давления (фиг.3) содержит элементы 7 и 8, которые входят в схему автогенераторов 20 и 21. Для увеличения чувствительности в блок-схему включены умножители 22 и 23 частоты, выходные сигналы которых с частотами f и f подаются к смесителю 24. На выходе смесителя сигнал имеет частоту f — f ..

Пьезорезонансный датчик давления работает следующим образом.

Действующая сила через балку 2 и стержень 3 передается концу рычагакоромысла 4. Пьезоэлемент 7 растягивается и увеличивает свою частоту на величину + df а пьезоэлемент 8 сжимается и уменьшает свою частоту на величину — d f

После умножителей 22 и 23 частоты автогенераторов будут равны п (Е +ЛЕ) и n (fo-df) (было принято, что .частоты автогенераторов равны f ), где n в коэффициент умножения. После смесителя 24 частота выходного сигнала будет равна п 2df. Для возможности измерения как давления, так и разрежения, первоначальные частоты автогенераторов должны несколько отличаться друг от друга.

В предлагаемом датчике (по сравнению с известным) из-за дополнительной компенсациальной балки значительно уменьшается мультипликативная составляющая температурной погрешности, а из-за дифференциального принципа включения пьезоэлементов, температурная деформация коромысла балансира не создает изменения частоты на выходе.

Силоуравновешивающая система в виде коромысла-балансира с грузом повышает устойчивость системы к вибро- и ударной нагрузке. Двусторонние вырезы на стержне 3 увеличивают чувствительность °

Формула изобретения

Пьезорезонансный датчик давления, содержащий корпус, консольно закрепленную через упругий шарнир силопе-. редающую балку, конец которой связан с чувствительным элементом и первый пьезорезоыатор в виде пластины, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения мультипликативной составляющей температурной погрешности и устранения ложных сигналов при

1326917 действии вибрационной и ударных нагрузок, датчик снабжен установленным на опоре двуплечим рычагом-коромыслом с балансировочным грузом на конце, силопередающим стержнем с двумя упругими шарнирами, выполненными с двух сторон от его концов, прикрепленной к корпусу и снабженной упругим шарниром компенсационной балкой и вторым пьезорезонатором, идентичным первому, при этом силопередающий стержень одним концом соединен с силопередающей балкой, а вторым концомс компенсационной балкой, и своей средней частью прикреплен к концу рычага-коромысла, причем пьезорезонаторы расположены соосно, соединены с корпусом и с плечом рычага-коромысла

Э ð и размещены с двух его сторон между опорой и силопередающим стержнем.

1326917

Составитель С.Романский

Редактор А.Ревин Техред А.Кравчук КорректорС.Шекмар

Заказ 3272/36 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113Р35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4