Пьезорезонансный вакуумметр

 

ОПИСАНИЕ (847099

Союз Советских

Социалистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВЫДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29.01.79 (21) 2718250/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

Ci 01 L 21/10

Государствеииый комитет по делам изооретеиий и открытий

Опубликовано 15.07.81. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 25.07.81 (53) УДК 531.788 (088.8) (72) Авторы изобретен и я

Г1. Н. Аверьянов, Н. А. Рамзаева, К. К. Михайлов и П. А. Филимонов (71) Заявитель (54) ПЬЕЗОРЕЗОНАНСНЫЙ ВАКУУММЕТР

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к измерителям вакуума.

Известны измерители вакуума, например термопарные вакуумметры и вакуумметры сопротивления (1).

Недостаток этих вакуумметров — малая точность измерения.

Известен вакуумметр, содержащий первый автогенератор, в цепь которого включен пьезоэлектрический элемент в виде термочувствительного кварцевого диска Y среза с напыленным на нем резонатором и нагревателем, второй автогенератор, в который включен резонатор опорного генератора, и смеситель (2) .

Недостаток такого вакуумметра — малая точность преобразования.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что вакуумметр снабжен третьим автогенератором и вторым смесителем, при этом на пьезоэлектрическом элементе размещен второй резонатор, который включен в колебательный контур третьего автогенератора, причем этом автогенератор соединен с входом смесителя, другой вход которого подключен к выходу первого смесителя.

На фиг. 1 изображена блок-схема пьезорезонансного вакуумметра; на фиг. 2 зависимости изменения частот на выходах автогенераторов от величины вакуума; на

5 фиг. 3 — зависимость изменения частоты на выходе первого смесителя от величины вакуума; на фиг. 4 — зависимость изменения частоты на выходе пьезорезонансного вакуумметра от величины вакуума.

Пьезорезонансный вакуумметр (фиг. 1) содержит термочувствительный измерительный пьезоэлектрический элемент 1 (например кварцевая пластина Y-среза) с напыленными на нем двумя резонаторами 2 и 3 и нагревателем 4. Резонаторы 2 и 3 включены в частотнозадающие цепи автогенераторов 5 и 6 соответственно.

Опорный пьезоэлектрический элемент 7 с напыленным резонатором включен в автогенератор 8. Выходы автогенераторов 5 и 8 связаны со входами смесителя 9.

20 Выходы автогенератора 6 и смесителя 9 соединены с входами смесителя 10, выход которого являеется выходом пьезорезонансного вакуумметра.

847099

Пьезорезонансный вакуумметр работает следующим образом.

Измерительный пьезоэлектрический элемент (фиг. 1) помещается в вакуум, величину которого необходимо измерить.. К нагревателю подключается стабилизированный источник питания. При изменении величины вакуума изменяются условия теплообмена между средой и измерительным пьезоэлектрическим элементом 1, что вызывает близкие по величине изменения резонансных частот резонатора 2 (зависимость а фиг. 2) и резонатора 3 (зависимость б фиг. 2), которые определяют выходной.частотой соответствующих им автогенераторов

5иб.

Частота автогенератора 8 задается включенным в него опорным пьезоэлектрическим элементом 7 и в процессе измерения остаетс я неизменной (зависимость в фиг. 2). Резонансная частота опорного пьезоэлектрического элемента 7 выбирается несколько выше начальных (в процессе измерения) частот резонатора 2 и 3 измерительного пьезоэлектрического элемента.

В смесителе 9 формируется сигнал разности частот автогенераторов 5 и 8, соответствующих зависимости г (фиг. 3), которая является «зеркальным отображением» (зависимости а фиг. 2).

На входы смесителя 10 поступают частотные сигналы с автогенератора 6 и смесителя 9. При этом на выходе смесителя 10 формируется выходной сигнал пьезорезонансного вакуумметра (фиг. 4), который соответствует разности значений частот зависимостей б и г.

Крутизна выходной характеристики предлагаемого пьезорезонансного вакуумметра

4. в два раза выше, чем у известного (фиг. 2, зависимость а), что позволяет значительно повысить точность измерения величины вакуума и чувствительность пьезорезонансного вакуумметра.

Использование предлагаемого вакуумметра позволяет расширять диапазон величин, повышать качество исследований и сократить число экспериментов.

Формула изобретения

Пьезорезонансный вакуумметр, содержащий чувствительный пьезоэлектрический элемент с нагревателем и резонатором, включенным в колебательный контур первого автогенератора, опорный резонатор, включенный в колебательный контур второго автогенератора и смеситель, один вход которого соединен с выходом первого автогенератора, другой вход — с выходом второго автоге20 нератора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен третьим автогенератором и вторым смесителем, при этом на пьезоэлектрическом элементе размещен второй резонатор, который включен в колебательный контур третьего автогенератора, причем этот автогенератор соединен с входом второго смесителя, другой вход которого подключен к выходу первого смесителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Королев Б. И. Основы вакуумной техники. «Энергия», 1975.

2. Малов В. В. Пьезорезонансные датчики. «Энергия», 1978 (прототип).

847099

Составитель И. Коновалов

Редактор Н. Воловик Техред A. Бойкас Корректор В. Бутяга

Заказ 5469 65 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 l 3035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4