Пьезоэлектрический преобразователь для измерения давления Советский патент 1986 года по МПК G01L9/08 

ю

Од ND

СО « ; Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - снижение погрешности от вибрации и увеличение предельных механических нагрузок на преобразователь. На фиг. 1 показаны преобразователь-аналог (а), преобразователипрототипы (5, 6 ) и предлагаемый преобразователь (г) (стрелками вйутри преобразователей показано направление вектора остаточной поляризации, пунктиром - электроды, стрелки вне преобразователей указывают на правление действия давления Р и вибрации). Предлагаемый преобразователь используют следующим образом. Всестороннее динамическое давление Р, действующее на преобразоваТель, сопровождается появлением на его электродах заряда q , зависящего от.объемного пьезомодуля d и площад ки электродов Здд . ЧрЧ5злР()«Р где R и Н - средний радиус и высота цилиндра. Ускорение о , действующее в осевом направлении, вызывает на электродах появление заряда q , пропорционально то пьезомодулю d, , массе преобразователя т Я2ПКНдК и отношению площад электродов к площади поперечного certчения цилиндра - - (&R - толщина стенки цилиндра, р- плотность пье,зокерамики). При действии ускорения в любом из перпендикулярных направлений q 0 в силу осевой симметрии преобразователя. Следовательно, отношение чувстви тельности по вибрации S к чувст вительности по давлению S (вибр эквивалент) для данного типа преобр зователя тем ниже, чем больше отнош ние пьезомодулей djj /d, керамики, из которой он изготовлен. а S, - din, Зависимость предлагаемого преобразователя от отношения d /dj, при единичных значениях Н и р показ на на фиг. 2. Эта зависимость свиде тельствует о том, что в предлагаемо преобразователе (область В) вибро142квивааент в пять и более раз нижо по сравнению с таким же преобразователем, но выполнен}1ым из обычных кеамик (точка А), для которьк 2 - 2,-. Если же цилиндр выпопнен из керамики, для которой , 10, то виброэквивалент преобразователя снижается более чем на порядок. Одновременно предлагаемый преобразователь позволяет регистрировать пульсацию давления в условиях очень высоких статических давлений, так как прочность материалов в условиях объемного сжатия более чем на порядок выше, чем при воздействии одноосных нагрузок. В то же время если из такой же керамики выполнить преобразовательаналог, то даже при , о существенного снижения виброэквивалента не происходит, так как в этом случае §а ,. Р SP ,,- ,в преобразователях-прототипах виброэквивалент вообще не зависит от соотношения пьезомодулей керамики, так как и чувствительность к давлению, и чувствительность к вибрации определяются пьезомодулем d,, . Для этих типов преобразователей при Н-р 1, S и снижение виброэквивалента возможно только путем уменьшения предельных рабочих давлений, так как действующие в объеме пьезоэлемента механические напряжения образом, предлагаемый преобразователь более защищен от действия вибрации, чем аналог и позволяет проводить измерения при более высоких уровнях статических давлений, чем преобразователи прототипы. Формула изобретения Пьезоэлектрический преобразователь для измерения давления в виде радиально-поляризованного цилиндра из пьезокерамического материала, отличающийся тем, что, с целью снижения погрешности от вибрации и увеличения предельных механических нагрузок, он выполнен из материала с соотношением пьезомодуХ1ей dj и dj3 по абсолютной величине не более 1:5.

1262314

jTW

ч I

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет снизить погрешность от вибрации и уве.личить предельные механические нагрузки на преобразователь. Для этого радиально-поляризованный пьезокерамический цилиндр выполнен из материала с соотношением пьезомодулей d з 1:5. по абсолютной величине не более Благодаря этому преобразователь позволяет регистрировать пульсацию давления в условиях высоких статических давлений и имеет виброзквивалент i в несколько раз ниже, чем преобразователь с обычной керамикой. 2 ил. сл

l/Btf

I I

t/ntf

I I