Способ калибровки пьезодатчика давления Советский патент 1979 года по МПК G01L27/00 

СПОСОБ КАЛИБРОВКИ ПЬЕЗОДАТЧИКА ДАВЛЕНИЯ

давлением заданной величины и определения выходного напряжения пьезодатчика измерительным прибором пьезодатчик на каждой ступени нагружения подключают к измерительного прибора на время, большее величин постоянной времени его входной цепи, и измеряют максимальное напряжение. i На фиг. 1 показана принципиальная

реализации предсхема устройства для 2 ложенного способа; на фиг. 2 - зависимости от времени действующего на пьезодатчик давления и напряжения на входе измерительного прибора.

Пьезодатчик содержит корпус 1 с размещенными внутри кварцевыми пьезоэлектрическими пластинами 2. Пластины 2 снабжены электродами 3, соединенными проводниками , 5 и ключом 6 с прибором для измерения напряжения. На чертеже позиция 7 обозначает предусилитель этого прибора с высоким входным сопротивлением, а сам прибор не показан.

Предлагаемый способ заключается в следующем.

Пьезодатчик 1 соединяют с источником статического давления, например гидропрессом 8. При этом ключ б разомкнут. После установления необходимой, величины давления Р. емкости пьезодатчика и подключенного к нему параллельно масштабного конденсатора /не показан/ заряжаются до напряжения, соответстаующего приложенному избыточному дазлению. Затем в момент ц ключ 6 замыкают. На измерительный прибор при этом поступает импульс напряжения с крутым фронтом и экспоненциальным спадом. Амплитуда импульса Ц. пропорциональна калибровочному давлению Р|, а постоянная времени спада импульса составляет Т RjC, где R. - входное сопротивление прибора 7, С - суммарная емкость цепей, подключенных к его входу /датчик 1, провода , 5 емкость монтажа, масштабного конденсатора и т. д./.

Ключ 6 держат замкнутым в течение промежутка времени, большего /Зг5/Т, При этом емкость С полностью разряжается. Затем ключ 6 размыкают, ступенчато увеличивают давление до величины

t.

и в момент

вновь замыкают ключ.

,На измерительный прибор поступает при этом импульс напряжения с амплитудой ZIу, пропорциональной разности давлении /Р„ - Р|/. На следующей ступени нагружения получают амплитуду Ц, пропорциональную величине /Р--Р-/ и т.д.

Проводилась калибровка пьезокварцевого датчика давления на гидравлическом прессе в диапазоне до 6f1o3 атм. Параллельно датчику был присоединен масштабный конденсатор емкостью

20 . При этом постоянная времени разряда через собственное объемное и поверхностное сопротивления датчика составляла несколько часов. 8 качестве измерительного прибора использовался катодный осциллограф с входным сопротивлением И 0,5-10 Ом, Величина постоянной времени входной цепи измерительного прибора с подключенным датчиком составляла Т 10 с. Введение коммутации выходной электрической цепи пьезодатчика вместо коммутации приложенного к датчику давления позволяет устранить трудности, свяанные с созданием быстродействующих клапанов высокого давления, упрощает процесс калибровки и повышает его точность. Кроме того, в этом случае можно использовать измерительный прибор с менее высоким входным сопротивлением, чем в известном способе. Необходимая величина постоянной времени Т (,С будет определяться не временем модуляции давления, а временем замыкания ключа 6, которое может быть сделано намного меньше. Это существенно упрощает конструкцию устройства для реализации способа и повышает его помехоустойчивость.

Формула изобретения

Способ калибровки пьезодатчика давления путем ступенчатого нагружения его чувствительной поверхности статическим давлением заданной величины и определения выходного напряжения пьезодатчика измерительным прибором, о тличающийся тем, что, с Целью упрощения процесса калибровки и повышения его точности при высоких давлениях порядка 1000 атм, пьезодатчик на каждой ступени нагружения подключают к входу измерительного прибора на время, большее 3-5 величин постоянной времени его входной цепи, и измеряют максимальное напряжение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Бойков Н. А. Звездин П. С., Резник Л. Б. Измерение давлений при быстропротекающих процессах, М., Энергия, 1970, с. 48, it9.

2.Карпов Р. Г. Электроника в испытании тепловых двигателей. М., Нчшгиз. 1963, с. 37.

3. Петунии А, Н, Методы и техника измерений параметров газового потока, М., Машиностроение, 1972, с. Ц6,

t, Логинов В. Н. Электрические измерения механических величин. М., Энергия, 1970, с. 76, 77 /прототип/.

Фиг.1

/г