Пьезоэлектрический датчик давления Советский патент 1986 года по МПК G01L9/08 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для измерения пульсаций давления в жидких и газообразных средах. Цель изобретения - уменьшение погрешности измерения путем исключения влияния вибраций. На чертеже изображен предлагаемый пьезоэлектрический датчик давления . Пьезоэлектрический датчик давления жестко установлен в элементе исследуемой конструкции 1. Пьезоэлементы 2 с электродами 3 жестко скреплены с инерционным телом 4 через упругую подвеску 5 и электрически соединены с корпусом датчика 6. Диэлектрический низкомодульный мате риал, например глицерин, введенный через отверстие 7 с заглушкой 8 в корпусе датчика 6, находится в полости 9, образованной внутренними стенками 10 корпуса датчика б и мемб раной 11. Электроды 3 пьезоэлементов 2 с помощью проводника 12 элект .рически связаны со штырем 13, изоли рованным от корпуса датчика 6 изоля дионной втулкой 14. Вторым электродом является выступающая винтовая часть 15. Датчик работает следующим образом При воздействии давления Р на мембрану 11 последняя прогибается, при этом вязко-упругий материал (жид кость), заполняющий полость 9, испытывает всестороннее гидростатическо сжатие (давление). Гидростатическое давление жидкости воздействует на пьезоэлементы 2. Приэтом между электродами 3 и инерционным телом 4 возникает разность потенциалов, которая через подвеску 5 и корпус 6, с одной стороны, и через проводник 1 с другой стороны, передается на вин товую корпусную часть 15 и штырь 3 разъема Таким образом, между элект , родами 13 и 15 разъема возникает раз ность потенциалов, прямо пропорциональная измеряемому давлению. При деформации объекта 1, например при изгибе в плоскости чертежа, изменение объема полости 9 несущест венно даже в случае, когда механические напряжения в корпусе преобра зователя достигают предельно допустимых значений. По этой причине ука занная деформация объекта не сопро93вождается возникновением гидростатического давления в полости 9, а влиянием этого вида деформацир на точность измерения давления Р можно пренебречь. Аналогичная картина имеет место при других видах деформации объекта измерения, При вибрации объекта измерения в направлении оси преобразователя с частотой, большей собственной частоты системы инерционное тело - подвеска; имеет место режим колебаний, так называемый режим виброметра. В этом режиме инерционное тело во время вибрации практически неподвижно, и, следовательно, инерционное тело 4 с пьезоэлементами 2 практически не испытывают инерционных воздействий. Заряда на электродах 3 пьезоэлементов 2 под действием указанной вибрации не возникает. Мембрана 11 перемещается имеете с жидкостью, находящейся в полости 9 и корпусом 6 (это движение приближается к движекию абсолютно твердого тела-, т.ем больше, чем ниже частота колебаний). На низких частотах амплитуда вибраций, оказывающая нежелательное влияние на работу преобразователя, достигает наиболее высоких уровней. Однако в предлагаемой конструкции при вибрации на низких частотах мембрана 11 и.корцус 6 не смещаются относительно друг друга и, следователь- но, объем полости 9 не изменяется, не возникает гидростатическое давление в жидкости, заполняющей полость 9, не возникает заряд в пьезоэлементах 2 и погрешность от влияния вибр рации отсутствует. Таким образом, при указанной вибрации сигнал, обусловленный инерционными усилиями в пьезоэлементе, а таюке гидростатическим давлением в полости 9, практически отсутствует. Для уменьшения влияния деформации и вибрации объекта измерения на результат измерения необходимо, чтобы собственная частота колебаний системы инерциоцное. тело - подвеска была меньше, чем низшая граничная частота спектра измеряемого давления. Формула изобретения Пьезоэлектрический датчик давления, содержащий корпус с полостью с одной стороны ограниченной мембра3 12705934

ной, и пьезоэлектрические элементы стелом, связанным со стенками корпуса

электродами, расположенные в полостипосредством упругой подвески, вьшолкорпуса, отличающийсяненной со сквозными отверстиями,

тем, что, с целью уменьшения погрет-при этом полость корпуса заполнена

ности измерения путем исключенияs диэлектрической жидкостью, а пьезо влияния вибраций, он снабжен разме-элементы закреплены на инерционном

ценным в полости корпуса инерционнымтеле с двух его сторон.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет уменьшить погрешность измере-, ния за счет исключения влияния вибраций. Пьезозлементы 2 закренлены на инерционном теле 4, связанном с корпусом 6 посредством упругой подвески 5 со сквозными отверстиями. Полость 9 корпуса заполнена диэлектрической жидкостью, испытывающей при воздействии давления на мембрану 11 всестороннее гидростатическое сжатие, вызывающее появление разности потенциалов между электродами 3 пьезоэлементов 2 и инерционным телом 4. Q При вибрации объекта на низких часto тотах мембрана 11 и корпус б не смещаются относительно друг друга. ил. С 1C sl о ел со