Устройство для измерения гидростатического давления Советский патент 1987 года по МПК G01L9/02 

Изобретение относится к технике измерения высоких давлений и может быть использовано в установках промышленного типа, в камерах, применяемых для научных исспедований, и устройствах специального назначения при работе с ударными волнами.

Цель изобретения - расширение

функциональных возможностей устройст- д на электрического поля, индуцирующего фазовый переход из антисегнето- электрической в сегнетоэлектрическую фазу (фиг. 2 и 3). Зная величину пова за счет дополнительного измерения температуры.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - зависимость диэлектрической проницаемости керами- с переход независимо от температуры в

диапазоне 10-100 С, определяется приля, при котором наблюдается указанный

ческого сегнетоэлектрического материала от постоянного электрического поля при давлении I кбар; на фиг.З - то же, при давлении 3 кбар при различных значениях температуры; на фиг. 4 - зависимость давления фазового перехода в керамическом сегне- тоэлектрическом материале; на фиг.5 - схема для измерения емкости сегнето- электрических материалов при высоких давлениях в постоянном электрическом поле.

Устройство содержит корпус преобразователя 1, электровводы 2, электроды 3 и чувствительный элемент 4.

В качестве чувствительного элемента 4 использован керамический диск, выполненный из сегнетоэлектрического материала типа ЦТС состава:

РЬ (ZryTi .у)г Sn ,,.Оз , где ,99-0,001 ,900-0,001

,750-0,001 ,980-0,001 ,05 мол.%

Керамический диск выполнен диаметром 5 мм и толщиной 0,5 мм. На обеих сторонах диска методом вжигания нанесены серебряные электроды. Корпус выполнен из электроизоляционного материала, например, эпоксидной смолы.

Устройство установлено в камере 5 высокого давления и подключено через электровводы 2 к источнику 6 пи тания, эталонному конденсатору 7, мосту 8 емкостей и резистору 9.

Устройство работает следующим образом.

Преобразователь 1 помещен в среду, находящуюся при неизвестном гид- ростатическом давлении и неизвестной температуре-.. Подавая с помощью электровводов 2 на чувствительный эле20

З О

ложенное давление (фиг. 4). По гра- дуировочному графику изменения емкости (проницаемости) в точке фазового перехода (в зависимости от температуры) определяют температуру среды, в которой находится преобразователь.

Если необходимо увеличить давление до заданной величины, то на чувстви2g тельный элемент преобразователя подается постоянное электрическое по« ле определенной реличины (в соответствии с градуировочным графиком фиг.4).

Изменение емкости (в зависимости от изменения давления), отвечающее фазовому переходу сегнетоэлектрик-ан- тисегнетоэлектриКр фиксируется достижение заданного давления. Температуру среды, в которой находится преобразователь, определяют аналогично

35 первому случаю.

Предлагаемое устройство (по сравнению с известными) имеет следующие преимущества;: при сохранении точности регистрации давления в пределах

0,1 кбар и малых размеров преобразователя упрощается конструкция устройства потому, что исчезает необходимость снабжать чувствительный элемент токонагревателем, так как дав45 ление фазового перехода чувствительного элемента не зависит от температуры в рабочем интервале температур, кроме того, благодаря зависимости величины изменения емкости в точке

50 фазового перехода от температуры

(фиг. 1) расвдаряется диапазон использования устройства для измерения температуры.

55 Формул а изобретения

Устройство для измерения гидростатического давления, содержащее преобразователь давления с двумя элек

мент А регулируемое постоянное электрическое поле от источника 6 постоянного тока типа УПУ-1М и плавно увеличивая величину поля от 9 до 30 кв/см регистрируется мостом 8 емкостей типа Tesla величина емкости. По максимальному изменению емкости (в зависимости от поля) фиксируется величипереход независимо от температуры в

ля, при котором наблюдается указанный

оженное давление (фиг. 4). По гра- уировочному графику изменения емкости (проницаемости) в точке фазового ерехода (в зависимости от температуы) определяют температуру среды, в которой находится преобразователь.

Если необходимо увеличить давление до заданной величины, то на чувствительный элемент преобразователя поается постоянное электрическое по« е определенной реличины (в соответствии с градуировочным графиком фиг.4).

Изменение емкости (в зависимости от изменения давления), отвечающее фазовому переходу сегнетоэлектрик-ан- тисегнетоэлектриКр фиксируется достижение заданного давления. Температуру среды, в которой находится преобразователь, определяют аналогично

первому случаю.

Предлагаемое устройство (по сравнению с известными) имеет следующие преимущества;: при сохранении точности регистрации давления в пределах

0,1 кбар и малых размеров преобразователя упрощается конструкция устройства потому, что исчезает необходимость снабжать чувствительный элемент токонагревателем, так как давление фазового перехода чувствительного элемента не зависит от температуры в рабочем интервале температур, кроме того, благодаря зависимости величины изменения емкости в точке

фазового перехода от температуры

(фиг. 1) расвдаряется диапазон использования устройства для измерения температуры.

Формул а изобретения

Устройство для измерения гидростатического давления, содержащее преобразователь давления с двумя элек

313269

тродами, подключенными к измерителю емкости, причем чувствительный элемент преобразователя давления выполнен из сегнетоэлектрического материала, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет дополнитель144

него измерения температуры, оно снлб- жено источником постоянного тока, подключенным к электродам, а в качестве материала чувствительного элемента использован материал, обладающий фазовым переходом антисегнето- электрик - сегнетозлектрик.

- 1к5ор

го30 ,нб1см

CPU г. г

ЗйОа

,кб/см

Редактор А.Ревин

Составитель А.Соколовский Техред А.Кравчук

Заказ 3272/36

Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор В.Гирняк

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет расширить функциональные возможности за счет дополнительного измерения температу ры. Чувствительный элемент 4 преобразователя 1 выполнен из керамики, обладающей фазовым переходом антисег- нетоэлектрик-сегнетоэлектрик. На чувствительный злемент 4. воздействуют постоянным электрическим полем от источника 6 постоянного тока, регистрируя величину емкости с помощью моста 8. По величине поля в .точке фазового перехода, определяют приложенное давление. Преобразователь 1 размещен в камере 5 высокого давления. 5 ил. фцг.5