ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ Советский патент 1969 года по МПК G01L1/16 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для измерения высокочастотных низкоамплитудных давлений в различных средах.

В известных пьезоэлектрических датчиках, содержащих корпус с разделительной мембраной и дисковый пьезоэлемент, поджатый к мембране, степень поджатия пьезоэлемента зависит от величины действующего давления.

Предложенный датчик отличается от известных тем, что его пьезоэлемент выполнен со сквозными радиальными прорезями, сходящимися в центральном отверстии. Это позволяет повысить чувствительность датчика.

На фиг. 1 изображен общий вид датчика; на фиг. 2 - его пьезоэлемент.

Датчик содержит корпус 1, донная часть которого является разделительной мембраной 2. Над мембраной 2 в цилиндрической выемке корпуса установлен дисковый пьезоэлемент 3 со сквозными радиальными прорезями 4, образующими лепестки 5, и центральным отверстием 6. Через отверстие 6 проходит подвил ной контакт 7, упирающийся в мембрану 2 и создающий в ней и в пьезоэлементе предварительное натяжение.

Для повышения прочности и создания равных механических напряжений в различных сечениях лепестков 5 пьезоэлемент имеет сферическую выемку 5, увеличивающую сечение

лепестков от центра к периферии. Пьезоэлемент 5 поджат по периметру к корпусу 1 пояском, не подвергающимся металлизации, втулкой-пружиной 9, закрепленной в корпусе 1

гайкой 10, которая для герметичности проварена электроннолучевой сваркой. При этом одновременно обеспечивается вакуумизация полости датчика. Электрические заряды с внутренней стороны

лепестков 5 пьезоэлемента 3 снимаются с помощью подиружиненного электрода //. Подвижной контакт 7 может быть поджат к мембране 2 как пружиной 12, поджимающей одновременно электрод //, так и втулкой-пружиной 9. В последнем случае для регулирования степени поджатия пьезоэлемента 5 к мембране 2 между ним и корпусом устанавливают сменные регулирующие кольца из прецизионного проката (на чертеже не показаны).

При измерении избыточных давлений мембрана 2, деформируясь, увлекает за собой подвижной контакт 7, который, в свою очередь, изгибает лепестки 5 пьезоэлемента 3. Возникающие ири этом электрические заряды снимаются с лепестков 5 подвижным контактом 7 и передаются на массу датчика, а с внутренней стороны лепестков - подпружиненным электродом 11.

ружу. Так как при сборке датчика мембрана 2 и лепестки 5 предварительно напрягаются, то перемеи1,ение мембраны 2 в наружную сторону уменьшает напряжение в лепестках 5, т. е. и Б этом случае на их поверхностях возникают электрические заряды, пропорциональные изменению давления.

Пьезоэлемент изолируется от корпуса частичной металлизацией (места крепления, подлежащие изоляции, не подвергаются металлизации).

Предмет изобретения

Пьезоэлектрический датчик давления, содержащий корпус с разделительной мембраной, дисковый Пьезоэлемент, зажатый по периметру, и токосъемное устройство с контактом, упирающимся в мембрану, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности датчика, пьезоэлемент выполнен со сквозными радиальными прорезями, сходящимися в центральном отверстии.