Устройство для измерения давления

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пьезоэлектрическим устройствам и датчикам для измерения давления газа или жидкостей в энергетических установках, магистралях при длительной эксплуатации в автономных условиях, и позволяет повысить надежность работы и обеспечить возможность получения информации об изменении чувствительности датчика без съема датчика с объекта измерения. Чувствительный элемент датчика давления состоит из набора пьезоэлектрических шайб и разделен на две симметричные секции 3,состоящие из трех шайб каждая, электроды средней шайбы секции изолированы от электродов соседних шайб и соединены с усилителем 5 с регистратором 6, внутренние электроды внешних шайб каждой секции соединены с дифференциальным рабочим усилителем 7, а внешние и внутренние электроды секций соединены с генератором 9 напряжения . Об изменении чувствительности датчика судят по изменению сигнала , получаемого на выходе усилителя 5, при подаче на внешние электроды секций 3 синусоидального напряжения от генератора 9. 2 ил. Q 8 (Я

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Р1)5 G О1 Е 9/08

СПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ изме рения

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4666459/10 (22) .05.01.89 (46) 28.02.9!. Вюл. Н- 8 (71) Ульяновский научно-производственный комплекс "Центр применения микроэлектроники и автоматизации в машиностроении (72) Ю.В.Чувыкин и С.А.Козицын (53) 53).787 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1! 1383120, кл. G 01 L 9/08, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пьезоэлектрическим устройствам и датчикам для измерения давления газа или жидкостей в энергетических установках, магистралях при длительной эксплуатации в автономных условиях, и позво— ляет повысить надежность работы и

Изобретение относится к измери— тельной технике, в частности к устройствам с пьезоэлектрическими датчиками для измерения давления газов или жидкостей в энергетических установках, магистралях при длительной эксплуатации в автономных условиях.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства и обеспечения возможности получения информации об изменении чувствительности датчика без съема датчика с объекта

„„SU„„1631327 А1

2 обеспечить возможность получения информации об изменении чувствительности датчика беэ съема датчика с объекта измерения. Чувствительный элемент датчика давления состоит из набора пьезоэлектрических шайб и разделен на две симметричные секции З,состоящие из трех шайб каждая, электроды средней шайбы секции изолированы от электродов соседних шайб и соединены с усилителем .5 с регистратором 6, внутренние электроды внешних шайб каждой секции соединены с дифференциальным рабочим усилителем 7, а внешние и внутренние электроды секций соединены с генератором 9 напряжения. Об изменении чувствительности датчика судят по изменению сигнала, получаемого на выходе усилителя

5, при подаче на внешние электроды секций 3 синусоидального напряжения от генератора 9. 2 ил.

На фиг. 1 показан датчик, разрез; на фиг.2 — электрическая схема устройства.

Датчик давления содержит корпус

1, внутри которого расположен чувствительный элемент, состоящий из пьезоэлектрических шайб 2, разделенных на две симметричные секции З.Средние шайбы 4 в каждой секции соединены с усилителем 5 с регистратором б. Внутренние электроды крайних шайб каждой секции соединены между собой и со входом дифференциального усили1631327 теля 7, подключенного ко второму регистратору 8, а внешние электроды секций соединены с генератором 9 синусоидальных сигналов. 5

Датчик работает следующим образом.

Измеряемое давление воздействует

I Ъ (на мембрану корпуса, трансформируется в усилие, под действием которого на электродах крайних пьезоэлементов генерируются разноименные заряды, которые усиливаются дифференциальным усилителем 7. Усиленный сигнал поступает на регистратор 8, отображающий 15 полученную информацию.

С целью получения информации об изменении пьезоэлектрических характеристик чувствительного элемента, а значит и технических характеристик 2р датчика, его чувствительности, в процессе работы в зависимости от эксплуатационных воздействий (температуры, силы, времени работы и т.п.) с генератора 9 на внешние электроды 25 подается синусоидальный сигнал, под действием которого внешние шайбы в секции деформируются (сжимаются или расширяются в зависимости от полярности сигнала с генератора) в противофазе между собой. На электродах средней шайбы 4 генерируется заряд, прямо пропорциональный величине механической волны, проходящей в секции, а сама секция практически не

35 деформируется„так как одна из шайб растягивается, а другая в этот момент сжимается, Полученный заряд поступает на вход усилителя .5 и на регистратор 6, и по величине изменения этого сигнала можно судить о величине изменения пьезохарактеристик чувствительного элемента, а, следовательно, и о величине изменения чувствительности датчика. 45

При необходимости полученные данные можно использовать при корректировке коэффициента усиления в дифференциальном усилителе 7. Сигнал от генератора 9 также воспроизводится и на рабочих электродах, но так как он генерируется однополярным, то в дифференциальном усилителе 7 сигналы взаимоуничтожаются и в рабочем сигнале отсутствуют.

При использовании предложенного устройства в местах, где невозможен съем датчика с иэделия для переаттес- тации, получение информации об изменении его чувствительности значительно увеличивает технический срок эксплуатации, по сравнению с известными устройствами.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения давления, содержащее датчик давления с корпусом и мембраной., контактирующей через силопередающий элемент с чувствительным элементом в виде пакета пьезоэлектрических шайб с электродами и усилитель с первым регистратором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности получения информации об изменении чувствительности датчика без съема его с объекта измерения и повышения надежности работы, в него дополнительно введены дифференциальный усилитель с вторым регистратором и генератор напряжения, а чувствительный элемент датчика давления содержит шесть пьезоэлектрических шайб,образующих две симметричные секции, состоящие иэ трех шайб каждая, при этом электроды средней шайбы каждой секции изолированы от электродов соседних шайб, однополярные внутренние электроды внешних шайб каждой секции соединены между собой и подключены к соответствующим входам дифференциального усилителя, а внешние и внутренние электроды секций соединены с генератором напряжения, причем разнополярные электроды средних шайб секций соединены между собой и под-. ключены к соответствующим входам усилителя.

1631327

Фиг.f

Составитель О. Полев

Техред JI. Сердюкова

Корректор N.Максимкнинеп т

Редактор И. Сегляник

Заказ 536 Тираж 353 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101