Датчик разности давлений

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 080181 (21) 323382б/18-10 (51) M. Кд.з

G 01 L 9/08 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР но делам изобретений,и открытий (23) Приоритет—

РЗ) УДК531.787 (.088.8) Опубликовано 070882. Бюллетень ¹ 29

Дата опубликования описания 07,0882 (72) Автор изобретения

С.З. Мамян.

Р

Ереванский политехнический институт им. -К.. Маркса (71) Заявитель (54 ) ДАТЧИК РАЗНОСТИ ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к пьезорезонаторным датчикам разности давлений.

Известен датчик разности давлений, содержащий корпус, в котором закреплены две плоские мембраны и упругий кольцевой элемент с пьезореэонаторами (1).

Наиболее близким к изобретению является датчик разности давлений, содержащий корпус, параллельно расположенные мембраны, силопередающий шток и пьеэорезонаторы, наклеенные на балку-перемычку f2). 15

Однако известный датчик обладает недостаточно высокой чувствительностью.

Цель изобретения - повышение чувствительности датчика..Укаэанная цель достигается тем, что в датчике пьезорезонаторы размещены на одной симметричной иьезопластине и акустически развязаны, а пьезопластина закреплена своими углами в корпусе и механически соединена с мембранами с помощью силопередающего штока,. закрепленного в; центральном отверстии пьезопластины, З0 причем пьеэопластина установлена под углом к плоскости мембраны.

На фиг. 1 представлена вертикальная проекция датчика разности давлений, разрез; на фиг. 2 — разрез А-A на фиг. 1.

Мембраны 1 и 2 закреплены в корпусе 3 параллельно друг другу. В центральной части между мембранами 1 и 2 размещен силопередающий шток 4, закрепленный в центральном отверстии пьезопластины 5. На пьеэопластине 5 размещены акустически развязанные пьезорезонансные элементы (пьезорезисторы) б и 7. Пьезопластина.5 своими углами закреплена с корпусом 3, а ее плоскость относительно плоскости мембраны составляет угол ес .

Пьезорезонаторы б н 7 включены в электрическую схему измерения (не показана).

Датчик разности давлений работает следующим образом.

Разность давлений Р„ -Р через мембраны 1 и 2 в виде усилия F передается иа силопередающий шток 4, который, воздействуя на пьезопластину 5, сжимает один из пьезорезонаторов, например б, и растягивает другой пьеэорезонатор. При этом час949363

Формула изобретения

Фйг. 1.

ВНИИПИ Заказ 5730/25

Филиал ППП Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 тоты собственных колебаний пьеэорезонаторов 6 и 7 изменяются, и на выходе электрической схемы получается сигнал, пропорциональный сумме изменений частот пьезорезонаторов.

Чувствительность датчика определяется иэ выражения

)(Кд т ь ик где К вЂ” требуемая чувствительность

Т датчика;

К вЂ” чувствительность пьезореП эонатора, „ — угол между плоскостями пьезопластины и мембраны.

Размещение пьезорезонаторов на одной пьеэопластине, контактирующей с мембранами с помощью силопередающего штока, закрепленного в центральном отверстии пьезопластины, позволяет передавать разность давлений непосредственно пьеэорезонаторам беэ промежуточных деформирующихся элементов, например рамки-перемычки, что обеспечивает повышение чувстви-, тельности и разрешающей способности датчика разности давлений.

Наклонное расположение пьезопластины относительно плоскости мембраны обеспечивает дифференциальность измерений, что, в свою очередь, повышает линейность и точность дат чика.

Кроме того, конструкция предлагаемого датчика позволяет выбором угла наклона пьезопластины получить требуемую чувствительность и диапазон измеряемых давлений.

Поскольку пьезопластина закреплена с корпусом своими углами, площадь контакта мала, добротность пье" эорезонаторов приближается к доброт ности. свободного пьезорезонатора и повышается точность измерения.

Площадь активного участка пьезопластины в этом случае увеличена благодаря чему дополнительно повышается чувствительность.

Пьезореэонаторы 6 и 7, благодаря локальности колебательных процессов в этих резонаторах, акустически развязаны. Изменения частоты, обус,ловленные действием температуры, обоих резонаторов равны из-за того, что последние образованы на общей пьезопластине и зависимость характеристик пьезорезонаторов OT температуры одинакова. Поэтому сигнал, получаемый на выходе датчика, зависит только от величины разности давлений, что обеспечивает высокую термоустойчивость датчика разности давлений.

Высокая чувствительность, термоустойчивость и разрешающая способность предлагаемого датчика разности давлений делают возможным его использование для исследования физиологии дыхания человека.

Датчик разности давлений, содержащий корпус, внутри которого установлены две мембраны с силопередающим штоком и пьезорезонаторы, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, 30 в нем пьезорезонаторы размещены на одной симметричной пьезопластине и акустически развязаны, а пьезопластина закреплена своими углами в корпусе и механически соединена с

3S мембранами с помощью силопередающего штока, закрепленного в центральном отверстии пьезопластины, причем пьезопластина установлена под углом к плоскости мембраны.

40 Ис точ н ик и и н формации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 530209, кл. G Ol L 9/08, 1976.

2. Малов В.В. Пьеэорезонансные датчики. М ., 1978, с. 176, рис. 5-8а (прототип).

А — Д

° Фиг Я

Тираж 887 Подписное