ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ Советский патент 1972 года по МПК G01L9/06 

Изобретение относится к датчикам для регистрации давления в ударных волнах, реализуемых при динамическом нагружении веществ.

Известен датчик давления поляризационного типа, состоящий из рабочего тела, электродов и токоподводов, выполняется из материала, способного поляризоваться при прохождении по нему ударной волны (например, оргстекла, эпоксидной смолы и т. п.). Степень поляризации материала рабочего тела датчика пропорциональна давлению.

Недостатком такого датчика является то, что в рабочем дианазоне давлений он генер рует э.д.с. одного знака, причем зависимость э.д.с. от давлеиия в ударной волне монотонная. Поэтому для регистрации заданного уровня давления, например, характеризующего работоспособность какой-либо конструкции, во время воздействия его на датчик требуется применение специальных электронных схем, необходимой составной частью которых являются те или иные пороговые элемеиты: вакуумные искровые реле, нелинейные индукт шности и т. п. с регулировкой на определенную величину тока.

оочем теле датчика, чувствительный элемент предлагаемого датчика выполнен из монокристалле соли галогена, например хлористого натрия, имеющего в рабочем диапазоие порог с иеремениой зиака генерируемой э.д.с.

Благодаря этому для регистрации заданного уровня давления достаточно различить знак электрического тока в ценн датчика, а не величииу его, что легко осуществляется с

гсмощью диодов.

Прилшпслие нредложеииого датчика позволяет существенно упростить схемы регистрирующих устройств, повысить их быстродействие и улучшить точ)1ость регистрации заданного уровни давлений. Это иеобходнмо для получения определенной своевремеиной реакции датчика, если давление достигло заданного уровня или превысило его. Па фиг. 1 по1-:азана конструктивная схема

онисывасмого датчика; на фиг. 2 - осциллограммы апряжсния с опытного образца датчика.

Датчик состоит из чувствнтельного элемента /, электродов 2 и токонроводов 5. Заданный уровень давлеиия фиксируют следующим образом. Если давление, воздействующее на датчик, не превосходит заданного, то в рабочем теле возникает э.д.с. одного знака. Если давление превышает заданный уровень, то в

ложного знака. В качестве материала рабочего тела датчика были взяты монокристаллы хлористого натрия (NaCl), пороговое давление (т. е. давление, при котором в заданном рабочем теле датчика происходит изменение знака э.д.с.) которого составляет ±8 кбар, а также CsJ (Р 125±27 кбар), KJ (Р 60±19 кбар), RbJ (Р 51±7 кбар), КС1 (Р 85±5 кбар), КВг (Р 94±16 кбар), NaF (,5±70 кбар). В этих кристаллах направление распространения фронта ударной волны совпадало с кристаллографическим направлением 100. Во всех опытах при переходе через пороговую величину давления зафиксировано изменение знака напряжения (тока )в регистрирующей цепи.

Результаты опытов с датчиком, в котором в качестве материала чувствительного элемента был выбран монокристалл NaCl (диаметр рабочего тела 11,3 мм, толщина 5,3 мм), иллюстрируются осциллограммами на фиг. 2, где и напряжение, полученное с датчика на активной нагрузке 92,2 ом при давлении ниже ( кбар) и выще ( кбар) порогового уровня; / - время. Из осциллограмм видно различие знаков напряжения выще и ниже порогового уровня давления.

Предмет изобретения

Датчик давления, содержащий полупроводниковый чувствительный элемент с нанесенными на его поверхности электродами и токоподводы, отличающийся тем, что, с целью

определения заданного уровня давления в ударной волне, чувствительный элемент выполнен из монокристалла соли галогена, например хлористого натрия, имеющего в рабочем диапазоне порог с переменой знака генерируемой э.д.с.

О 0,1 0/2 ИЗ ОА 0,5 0,6 0.7 0.8 0.9 i.MKceK О 0,1 0,2 0,3 0, 0,5 0,6 0,1 0,8 0,9 t,MKceK

Р 16к.ар

Фиг..

Риг 2