Датчик давления Советский патент 1987 года по МПК G01L11/00 

1

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения и контроля давлений.

. Целью изобретения является повышение точности измерений.

На фиг.1 изображена структурная схема датчика; на фиг.2 - датчик давления, поперечное сечение.

15

Датчик давления состоит из мембра- Q нераторов действуют напряжения синусоидальной формы, частоты которых определяются резонансными свойствами воздушного зазора между двумя соседними пьезоэлектрическими пластинами.

С выхода усилителя 9 автогенератора сигнал является функцией температуры и измеряемого давления Р, а с выхода усилителя 10 автогенератора - только функцией температуры воздуха внутри корпуса датчика. Эти сигналы поступают на входы измерителя разности двух частот, выходной сигнал которого пропорционален измеряемому давлению Р. Демпфирующие прокладки 3, 5 и 8 необходимы для исключения генерации на резонансной частоте механической системы датчика давления. Благодаря частотному выходу датчик легко согласуется с вторичной аппаратурой, обрабатывающей сигнал.

ны 1, закрьшаюшей корпус 2 датчика, к которой через демпфирующую проклад-. ку 3 прикреплена пьезоэлектрическая пластина 4. К основанию корпуса через демпфирующую прокладку 5 закреплена пьезоэлектрическая пластина 6. На одинаковых расстояниях от пьезоэлектрических пластин 4 и 6 установлена пьезоэлектрическая пластина 7, которая крепится к стенкам корпуса через демпфирующие прокладки 8. Пластины шарнирно включены в схемы двух автогенераторов, выполненных на усилителях 9 и 10, выходы которых подключены к входам измерителя 11 разности частот.

Датчик работает следующим образом.

Измеряемое давление Р воспринимается мембраной 1, она прогибается вместе, с пьезоэлектрической пластиной 4 внутрь корпуса 2. При этом в пределах упругой деформации мембраны происходит уменьщение толщины воздувшого зазора между пьезоэлемен- тами 4 и 7. Поскольку эти пьезоэле- менты включены в схему автогенератора, выполненного на усилителе 9, возбуждение которого происходит на резонансной частоте воздушного зазора, то частота автогенератора плавно изменяется пропорционально перемещению мембраны 1.

Пьезоэлектрическая пластина 6 использована для температурной компенсации датчика. Совместно с пьезоэлектрической пластиной 7 она включена в схему второго автогенератора, выполненного на усилителе 10. Указанный автогенератор возбужден на резонансной частоте воздушного зазора между соседними пьезоэлементами 6 и 7. Поскольку эти пьезоэлектрические пластины неподвижны, то частота второго автогенератора является функцией физического состояния воздушного зазора между ними. Основным параметром состояния воздуха, влияющим на часто20

25

30

35

40

45

50

§5

Формула изобретения

Датчик давления, содержащий полый цилиндрический корпус, на открытом торце которого установлена мембрана, два пьезоэлемента, расположенных во внутренней полости корпуса, один из которых закреплен на мембране, а другой - на дне корпуса, и автогенератор, в схему которого включены пьезо- элементы, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности, он снабжен третьим пьезоэлементом, расположенньш на равном расстоянии мeжд первым и вторым пьезоэлементами, дополнительным автогенератором и измерителем разности частот, при этом все пьезоэлементы выполнены идентичными в виде пластин и установлены плоскопараллельно на демпфирующих прокладках, входы автогенераторов подключены к электродам третьего пьезоэлемента, а выходы - к электродам первого и второго пьезоэлемен- тов соответственно и к входам измерителя разности частот.

является темпера339423

ту автогенератора, тура.

Усилители 9 и 10 могут быть снабжены автоматической регулировкой усиления, которая позволяет исключить насьпдение активных элементов усилителей. Таким образом, в цепи положительной обратной связи автоге5

0

5

0

5

Формула изобретения

Датчик давления, содержащий полый цилиндрический корпус, на открытом торце которого установлена мембрана, два пьезоэлемента, расположенных во внутренней полости корпуса, один из которых закреплен на мембране, а другой - на дне корпуса, и автогенератор, в схему которого включены пьезо- элементы, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности, он снабжен третьим пьезоэлементом, расположенньш на равном расстоянии мeжд первым и вторым пьезоэлементами, дополнительным автогенератором и измерителем разности частот, при этом все пьезоэлементы выполнены идентичными в виде пластин и установлены плоскопараллельно на демпфирующих прокладках, входы автогенераторов подключены к электродам третьего пьезоэлемента, а выходы - к электродам первого и второго пьезоэлемен- тов соответственно и к входам измерителя разности частот.

Составитель М. Жуков Редактор И. Шулла Техред В.Кадар Корректор Е. Рошко

4212/32

Тираж 776Подписное

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

иг.2

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерения Измеряемое давление воспринимается мембраной 1, она прогибается вместе с пьезоэлектрической пластиной 4 внутрь корпуса 2. Происходит уменьшение толщины воздушного зазора между пьезоэлектрическими пластинами 4 и 7. Поскольку последние включены в схему автогенератора, выполненного на усилителе 9, возбужение которого происходит на резонансной частоте воздушного зазора, то частота автогенератора плавно изменяется пропорционально перемещению мембраны 1. 2 ил. $ (Л 7/2 У / / X lyvv ; J Swxo