Датчик давления

 

Использование: датчик давления для измерения быстропеременных давлений жидкостей и газов в контрольно-измерительной технике. Сущность изобретения: в корпусе 1 датчика давления с одной стороны закреплена мембрана 2, с другой - основание 3. Между мембраной 2 и основанием 3 по оси симметрии установлены рабочий 5 и компенсационный 6 пьезоэлементы и виброгруз 7. Компенсационный пьезоэлемент 6 размещен на основании 3. Виброгруз 7 расположен между рабочим 5 и компенсационным 6 пьезоэлементами. В виброгрузе 7 и компенсационном пьезоэлементе 6 выполнены осевые отверстия, в которых размещены опорный шток 8. Один конец опорного штока 8 снабжен диском 9, другой конец жестко закреплен на основании. Диск 9 расположен между рабочим пьезоэлементом 5 и виброгрузом 7. 1 ил. Р ел С ч VI 4 СЛ СО о ii-з

союз советских социАлистических

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 1 9/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ пРи гкнт сссР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4802310/10 (22) 14.03.90 (46) 30.06.92. Бюл.%24 (71) Научно-исследовательский институт физических измерений (72) Н.Н.Мордовин, B.Н.Марин, В.И.Стяпин и П.Г.Михайлов (53) 531.787 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 905671, кл. G 01 1 9/08, 1979.

Датчик марки М119А. Проспект фирмы

"PСВPlezotronics, InG" США, 1985. (54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ (57) Использование: датчик давления для измерения быстропеременных давлений жидкостей и газов в контрольно-измерительной

„„Я2„„1744536 А1 технике. Сущность изобретения: в корпусе

1 датчика давления с одной стороны закреплена мембрана 2, с другой — основание 3.

Между мембраной 2 и основанием 3 по оси симметрии установлены рабочий 5 и компенсационный 6 пьезоэлементы. и виброгруз 7. Компенсационный пьезоэлемент 6 размещен на основании 3. Виброгруз 7 расположен между рабочим 5 и компенсационным 6 пьезоэлементами. В виброгрузе 7 и компенсационном пьезоэлементе 6 выполнены осевые отверстия, в которых размещены опорный шток 8. Один конец опорного штока 8 снабжен диском 9, другой конец жестко закреплен на основании. Диск 9 расположен между рабочим пьезоэлементом 5 и виброгрузом 7. 1 ил.

1744536

45

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения быстропеременных давлений жидкостей и газов.

Известен пьезоэлектрический датчик давлений типа ПДС-6000, содержащий корпус, мембрану, основание и чувствительный элемент, выполненный в виде пакета отдельных пьезопластин.

Недостатком указанного датчика является большая чувствительность к вибрациям из-за отсутствия в данной конструкции элементов виброкомпенсации..

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является пьезоэлектрический датчик быстропеременных давлений, содержащий корпус с мембраной, основанием и зажатый между мембраной и основанием чувствительный элемент, состоящий из пакета наборов рабочих и компенсирующих пьезопластин, включенных встречно, и виброгруза, размещенного между ними, Недостатком известного датчика является сравнительно невысокая чувствительность из-за того, что часть полезного сигнала с рабочего набора пьезопластин гасится компенсирующим набором пьезопластин, Целью изобретения является увеличение чувствительности датчика, Поставленная цель достигается тем, что в датчик давления, содержащий корпус, с одной стороны которого закреплена мембрана, а с другой — основание, рабочий и компенсационный пьезоэлементы и виброгруз, установленные между мембраной и основанием по оси симметрии, при этом компенсационный пьезоэлемент размещен на основании, а виброгруз расположен между рабочим и компенсационным пьезоэлектрическими элементами, введен опорный шток, один конец которого снабжен диском, при этом в виброгрузе и компенсационном пьезоэлектрическом элементе выполнены осевые отверстия, в которых размещен опорный шток, причем диск расположен между рабочим пьезоэлектрическим элементом и виброгрузом, а другой конец опорного штока жестко закреплен на основании.

Повышение чувствительности достигается за счет исключения отрицательного влияния компенсирующего набора пьезопластин на рабочий при воздействии измеряемого давления. Это происходит из-за того, что жесткая головная часть опорного штока практически исключает передачу воздействия измеряемого давления на компенсирующую часть чувствительного элемента.

На чертеже схематично изображен предлагаемый датчик давления.

Датчик давления состоит из корпуса 1 с мембраной 2, основания 3, рабочего пьезоэлемента 5 и компенсирующего пьезоэлемента 6, виброгруза 7 и опорного штока 8.

Диск 9 служит опорой рабочего пьезоэлемента 5. Шток 8 жестко закреплен в основании 3 посредством резьбы и сварки 10.

Датчик работает следующим образом.

Измеряемое давление воздействует на мембрану 2, которая передает усилие на рабочий пьезоэлемент 5. Компенсирующий пьезоэлемент 6 защищен от воздействия измеряемого давления диском 9 опорного штока 8, жестко закрепленного в основании 3 посредством резьбы и сварки 10. В рабочем пьезоэлементе 5 под воздействием измеряемого давления возникает электрический заряд, пропорциональный приложенному усилию. Величина заряда через электрические цепи датчика регистрируется электроизмерител ьн ым прибором.

Условием исключения влияния компенсирующего элемента 6 на рабочий пьезоэлемент 5 при воздействии измеряемого давления является наличие жестко закрепленного в основании 3 опорного штока 8.

Диск 9 должен быть жестким.

При воздействии вибрации как в рабочем, так и в компенсирующем пьезоэлементах возникают электрические заряды, по величине прямо пропорциональные ускорению и приведенной массе. Равенство приведенных масс рабочей и компенсирующей частей чувствительного элемента является условием равенства их выходных сигналов от вибрации, что достигается варьированием массы виброгруза 7. Так как рабочий и компенсирующий пьезоэлементы включены встречно, их сигналы в процессе работы компенсируются, Использование предлагаемой конструкции позволяет повысить чувствительность датчика давления по сравнению с известным на величину чувствительности компенсирующего элемента практически без увеличения габаритов приемной части датчика.

Формула изобретения

Датчик давления, содержащий корпус, с одной стороны которого закреплена мембрана, а с другой — основание, рабочий и компенсационный пьезоэлектрические элементы и виброгруз, установленные между мембраной и основанием по оси симметрии, при этом компенсационный пьезоэлемент размещен на основании, а виброгруз расположен между рабочим и компенсационным

1744536

15

25

35

45

Составитель Н. Мордовин

Техред М.Моргентал Корректор А. Осауленко

Редактор А. Лежнина

Заказ 2190 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 пьезоэлектрическими элементами, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения чувствительности, в него введен опорный шток, один конец которого снабжен диском, при этом в виброгрузе и компенсационном 5 пьезоэлектрическом элементе выполнены осевые отверстия, в которых размещен опорный шток, причем диск расположен между рабочим пьезоэлектрическим элементом и виброгрузом, а другой конец опорного штока жестко закреплен на основании.