Датчик давления Советский патент 1985 года по МПК G01L9/08 

////У/ ///УХ//

/.у.у////Л/////ЯУ/У//////,7,7//;//1//,

Л

/Л

1 Изобретение относится к контрол но-и:змерительной технике и предназ начается для измерения давления газообпазных сред, в частности для контроля давления воздуха во впуск ном трубопроводе двигателя внутрен него сгорания. Цель изобретения - повьппение надежности работы датчика. На фиг. 1 представлен датчик давления, разрез; на фиг. 2 - преобразователь датчика давления с ре зонаторами на поверхностных акустических волнах, подключенный к из мерительной схеме. Датчик давления (фиг, 1) имеет преобразователь давления, выполнен ньй в виде мембраны 1, закрепленны в корпусе 2, имеющем патрубки 3 и для подвода газообразных сред, дав ление которых требуется измерить. На поверхности мембраны 1 (фиг. 2) выполненной, например, из кварца (-среза или кремния, в ее центре и на периферии размещены два резонатора 5 и 6 на поверхностных акус тических волнах, каждый из которых состоит из двух встречно-штыревых преобразователей 7 и 8 и двух отражающих электродов 9 и 10. Защита поверхности мембраны 1 с размещенными на ней резонаторами 5 и 6 от различных загрязнений осуществл ется с помощью дополнительной гибкой мембраной 11. Каждый из резонаторов 5 и 6 электродами встречно штьфевых преобразователей 7 и 8 включен в цепь обратной связи соответствуюрщх усилителей 12 и 13, выходы которых подключены к входу смесителя 14, нагруженного на. фильтр низких частот 15. Резонаторы 5 и 6, включенные в цепь обратной связи соответствующих усилителей 12 и 13, образуют генераторы на поверхностных акустических волнах с частотами генерации fp, и fo2 соответственно, Электроды встречно-в1тыревых пре образователей 7 и 8 и отражающие электроды 9 и 10 выполнены из алюминия, легированного редкоземел ными элементами или силицидами,, или оксидами, или фторидами редкоземельных элементов, или мишмета лом в количестве 0,01-4. мас.%. Датчик давления работает следую щим образом. 32 При изменении давления z относительно давления Р происходит деформация мембраны 1, что приводит к изменению частот генерации ii и ±2 генераторов с резонаторами 5 и 6. Изменение частот генерации этих генераторов происходит в противоположных направлениях вследствие противоложного характера деформаций в центре и на периферии мембраны 1В результате смешения частот i, ихх в смесителе 14получается разностная частота ui i.- вьщеляемая фильтром низких частот 15. Частота ui пропорциональна измеряемой разности давлений р2- Р, и не зависит от изменений окружающей температуры вследствие включения резонаторов 5 и 6 по дифференциальной схеме. Редкоземельные элементы, обладая высокой положительной адсорбционнбй активностью по отношению к алюминию, концентрируются в основном по границам зерен матрицы алюминиевой пленки электродов встречноштыревых преобразователей 7 и 8 и отражающих электродов 9 и 10. При этом, обладая высоким сродством к неметаллическим примесям, например 0, Hg и т.д., они очищают их от различного рода имеющихся на границах примесей и уменьшают энергию границ зерен. В результате исключается основной путь акустической миграции алюминия в электродах стимулируемый механическими колебаниями, за счет возбуждения поверхностных акустических волн на поверхности мембраны 1 и деформация- . ми всей мембраны 1 под воздействием измеряемого давления. Уменьшение акустической миграции алюминия в электродах резонаторов 5 и 6 способствует повьшгению надежности преобразователя и долговременной стабильности работы датчика давления в целом в условиях значительных механических деформаций мембраны 1. Верхняя граница содержания легирукщих примесей компонентов (4 мас.%) в материале электродов встречно-штыревых преобразователей 7 и 8 и отражающих электродах 9 и 10 обусловлена тем, что дальнейшее повьш1ение их содержания приводит к росту удельного сопро-311822934

тивления электродной пленки и умень- примесь должна сконцентрироваться шение ее пластичности. Минимальная по границам зерен, чтобы создать концентрация определена экспери- необходимое замедление акустической ментально и обусловлена тем, что миграции.

ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, выполненный в виде мембраны с размещенными на ней резонаторами, содержащими электроды встречно-штыревых преобразователей поверхностных акустических волн и отражающие электроды, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе, в нем электроды выполнены из алюминия, легированного редкоземельными элементами или силицидами, или оксидами, или фторидами редкоземельных элементов, или мишметаллом в количестве 0,01 - 4 мас.%.

4 /- ;

fCrPi

Щ,

cpui.z