Универсальный частотный пьезодатчик механических величин

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 451927 (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 07.02.73 (21) 1879731/18-10 с присоединением заявки Ж— (32) Приоритет— (51) М. Кл. G 0111/16

Государственный комитет

Совета Министров СССР

llo делам изобретений и открытий

I (53) VДК 531. 781(088. 8) Опубликовано 30.11.74 Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 10-О4 75

90ТЬ

Фй1а ""-""-""тне (72) Авторы изобретения

В. M. Плужников и M. С. Хлыстунов (71) Заявитель Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физический институт (54) УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ЧАСТОТНЫЙ ПЬЕЗОДАТЧИК

МЕХАНИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве дифференциального датчика усилий или нуль;-органа в автоматических измерительных приборах.

Известные частотные пьезодатчики механических-величин, содержащие резонаторы, выполненные в виде пластин, имеют недостаточную точность измерений и ограниченные функциональные воэможности.

В предлагаемом универсальном часто ном пьезодатчике механических величин упругие элементы выполнены в теле моноблока в виде двух полых цилиндров с основаниями в плоскости AT-среза, на которых г разметцены пьеэорезонаторы, соедииенные с моноблоком монолитными перемычками, расположенными во взаимно перпендикулярных плоскостях, а мембраны распогюжены на смежных боковых гранях моноблока с подпятниками и соединены перемычками с упругими элементами.

Это позволяет повысить точность измерения и расширить функциональные возмож ности пьезодатчика.

На чертеже показан универсальный пьезодатчик

Пьезодатчик состоит иэ монобдэка 1 д(кварца, АТ-среза, в теле которого выполнены два одинаковых полых цилиндрических упругих элемента 2 и 3. Упругий элемент 2 соединен монолитными перемычками с моноблоком в направлении кристаллографической оси 8, а упругий элемент

3 — вдоль оси Х.

На основаниях полых цилиндрических элементов 4 и 5 размещены одинаковые пьезорезонаторы 6 и 7 волноводного типа с электродами соответственно.

На боковых гранях монобгюка 1 выполнены две одинаковые мембраны 8 и 9 в виде оснований цилиндрических отверстий.

Мембраны расположены таким образом, что одна из них (8) монолитна с перемычкой упругого элемента 2, а другая (9) — с перемычкой элемента 3. В центрах мембран имеются утолщения, выполненные в ви451 S27 де стержневых подпятников 10, 11 сооч ветственно, предназначенные для подачи усилия.

Датчик герметизирован стеклянными фланцами 12, 13, которые наклеены на основания моноблока 1. В один из фланцев 13 впаяны четыре контакта 14 для подключения электродов резонаторов к автогенераторным преобразователям частоты.

Кроме того, на фланец 13 напаяна стек- Ið лянная трубка 15 для вакуумизации внутренней полости датчика.

При подаче измеряемого давления в отверстие мембраны или усилия на подпятни

ll мембрана деформируется и передает дй усилие через подпятник на упругий эле« мент 3 и тензочувствительный пьезорезонатор 7. Деформация пьезорезонатора вызывает изменение его резонансной частоты, причем при сжатии упругого элемента рр

3 девиации частоты положительны, вследствие подачи сжимающих усилий вдолькристаллографической оси Х.

При подаче давления в отверстие мемб1 раны 8 или усилия на подпятник 10 сжима g5 юшие усилия на упругом элементе 2 и пьезорезоиаторе 6 вызывают отрицательные девиации резонансной частоты последнего, чтр обусловлено их ориентацией вдоль оси

R пьезорезонатора 6.

Регистрация девиаций частоты может быть осуществлена при помощи автогенераторов, к которым пьезорезонаторы датчика подключены в качестве частотозадающих элементов, и по ней судят об измерив мом усилии.

Предмет изобретения

Универсальный частотный пьезодатчик механических величин, содержащий моноблок а(кварца, AT-cpeaa, две одинаковые мембраны и упругие элементы пьезорезонаторов, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения функциональных возможностей, в нем упругие элементы выполнены в теле моноблока в виде двух полых цилиндров с основаниями в плоскости ATсреза, на которых размещены пьезорезонаторы, соединенные с моноблоком монолитными перемычками, расположенныМи во взаимно перпендикулярных плоскостях, а мембраны расположены на смежных боковых гранях моноблока с подпятниками и соединены перемычками с упругими элементами.

Составитель

Р" д "о Р. рыбалова

Тех ред Е.полурушин орректор И.позняковскан

Поди, закан (36/

Тираж

Предприятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб.,- 24

ЦНИ1И!И Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, !!3035, Раушская наб., 4