Датчик давления Советский патент 1988 года по МПК G01L11/00 

ОО

vj

со

О5

ел

ot

Изобретение относитсн к контрольно-измерительной технике и позволяет повысить чувствительность датчика. На основании 5 в корпусе размещена прямоугольная мембрана 1, на поверхности которой в центре нее размещен активный 2, а на утолщенном краю - компенсационный 3 резонаторы. Эти резонаторы выполнены в виде решетки встречно-штыревых преобразователей поверхностных акустических волн с полосовыми отражателями. Воздействующее на датчик давление характеризуется разностью частот резонаторов 2 и 3. Изменение т-ры окружающей среды приводит к смещению начальных частот резонаторов 2 и 3 на и.иинакоБую в. личину и не влияет на выходную характеристику датчика. Толщина мембраны 1 выбирается не менее шести периодов решетки встречно- штыревых преобразователей, а ее ширина превышает апертуру зтих преобразователей не менее чем в два раза. 1 3.п. ф-лы, 3 ил. S (Л

ОЛ/гЕ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения давления газообразных или жидких сред.

Цель изобретения - повышение чувствительности,

На фиг. 1 представлен датчик, продольный разрезJ на фиг. 2 - то же поперечный разрез; на фиг. 3 - топологическая структура поверхностно- акустических резонаторов, вид сверху

Датчик давления содержит прямоугольную мембрану 1 с утолщенными краями, выполненную из кварца, например Y-среза. На поверхности мембраны в ее центре размещен активный резонатор 2, который ориентирован вдоль оси, параллельной большей стороне мембраны. На утолп1енном крае мембраны 1 размещен компенсационный резонатор 3. Резонаторы 2 и 3 выполнены в виде решетки встречно-штыревых преобразователей поверхностных акустических волн с полосовыми отражателями. При помощи эластичного компаунда 4 мембрана закреплена на металлическом основании 5, в центре которого выполнено отверстие с патрубком 6 лпя п.- ллчи давления. Для защи- тт- от вoздeйcтni я янешней среды используется кожух 7. С помощью гер- моявпдов 8 и 9 ре.згнлторы 2 и 3 подключаете U э.пе: трлнную схему.

Датчик давления работает следующим образоь,

Измеряеьп-е давление, воздействуя на мембрану i, вызывает продольные и поперечные деформации поверхностного слоя, Чя ;тота ак ывного резона- тора 2 умень цается пропорционально зеличи11е измеряемого давления, а частота резонатора 3 под воздействием давления не меняется, так как он размещен утолщенном крае мембра- Hbi 1. Изменение температуры окружающей среды рь зывает смещение начальных частот резонаторов 2 и 3 на одинаковую u личину. При этом разность частот резонаторов 2 и 3 зависит только от величины давления. Толщина выбирается большей шести периодов решетки встречно-штыревых пре бразователей вследствие того, что поверу-ностные -акустические волны локализуются в слое глубиной не бо- lee трех длин волн (три периода ре- петки встр-;чно-штыревьг преобразователей) , а мембрана ппи изгибе имеет

0

нейтральную поверхность, которая не испытывает деформаций изгиба, т.е. толщина мембраны должна составлять не менее шести периодов решетки встречно-штыревых преобразователей. Апертура встречно-штыревых преобразователей активного резонатора 2 не превышает половины ширины мембраны,

Q поскольку при жестком защемлении мембраны центральная ее область испытывает деформации растяжения. Размеры области положительных деформаций прямоугольной мембраны 1 состав5 ляют не менее половины ее ширины,

следовательно, ширина мембраны должна превьшшть апертуру встречно-штыревых преобразователей не менее чем в два раза. Выбор температурного

0 коэффициент-, oi линейного расширения основания из условия

Dt, « «.„ oi,,

г где d, и 2 - температурный коэффициент линейного расширения мембраны в продольном и поперечном направлениях,

позволяет у(-1еньшить температурную составляющую погрешности датчика.

По сравнению с И ИРСТНЫМИ датчиками гредпагаемый длтчик характеризуется повышеннч- й (в 3-10 раз) чувствительностью. 5

Формула изобретения

0 прямоугольную мембраЕ{у с утолщенной периферийной частью, установленну;.; на основании в корпусе, активный резонатор поверхностных акустических волн, размещенный на мембране вдоль

5 ее центральной продольной оси., ч ком- пенсациотшый резонатор поверхI:OCT- ных акустически;; рюли, разьгй-Оленньвд на утолщенной периферийной части мембраны, (фичем резонаторы содержат

Q встречно- штыреяые преобразователи 1;овсрхих;е1 ных акустических волн в нмде реше .1-и, отличаю щ и й- я TciM, (ТО, с целью повьщ1ения тувствительностн, в нем тслшина мем5 боаны составляет не менее щести периодов решетки встре но-штыревых преобразователей, а иирина мембраны превышает апертуру встречяо-щтьфевых преобразователей не менее чем в два раза.

й

13796564

где ot, и oL 2 температурные коэффициенты линейного расширения мембраны в продольном и поперечном направлениях.

QJUZl