Способ динамической тарировки пьезоэлектрических датчиков давления и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК G01L27/00 

дается чувствительному элементу датчика и вызывает электрический сигнал на экране осциллографа. По величине, внесениой и поглотитель полной энергии пучка заряженных частин, замеряемой в процессе тарировки, находят тарировоч1юе давление, которое приводится в соответствие с наиряжением сигнала от пьезоиреобразовате;1я. В данном способе тарируемый датчик находится в непосредственном контакте с рабочей средой, что соответствует раснространению волиы в нолубесконечном нространстве. В приближении линейного ввода энергии в поглотнтель связь между профилем распределения поглощенной энергии Е и полем давлений Р (х, t) описывается уравнением Р(х, t). ,(сО-E,(x + ct),(1) где EI(X - ct) и E2() - импульс сжатия и растяжения соответственно; Г - параметр Грюнайзера. Так как профиль поля напряжений восстанавливается но импульсу , то уравнение (1) переписывается в виде Р(х, t)(x-ct.(2) При выполнении условия точность расчета давления но формуле зависнт только от точности измерения полной энергии, вносимой в поглотитель пучком за)яженных частиц. Длительность возникаюн1,его импульса давлений зависит от пробега заряженных частиц в рабочей среде. Выбирая соответствующий поглотитель и энергию налетающих заряженных частиц, можно получить частоты основной гармоники акустического импульса порядка сотен мегагерц, что является существенным преимуществом по сравнению с ранее известными способами. На чертеже изображена схема устройства для динамической тарировки пъезоэлектрических датчиков давлений. Устройство состоит из источника 1 питания, генератора 2 наносекундных импульсов с регулируемой плотностью потока заряженных частиц и пусковым устройством, коллиматора-монитора 3 с емкостью, гальванометра 4, рабочей среды 5, тарируемого пьезоэлектрического датчика 6 давлений, фиксирующего приспособления 7, дифференцирующего сопротивления (10-20) Ом 8, осциллографа 9 и синхронизирующего устройства 10. Для исключения влияния электромагнитных помех на электрический сигнал тарируемого датчика в устройство между рабочей средой и пьезопреобразователем может быть включена акустическая задержка. Устройство работает следующим образом. Генератор 2 наносскупдных имп льсов заряжают от нсточчппа 1 шпчшяи и. :jaiiyrкают пусковым ст|)()().1. Имну.чьс заряженных частиц, нроходя через коллнматормонититор 3, ионадает в рабочук. среду 5, где часть энергии заряженных частиц преобразуются в нмну.тьс дав.чений, которьи п 1иходит на чувствительный элемент Tapi;руемого ньезоэлектрического л.атчнка дав.icHiiii. Пьез()эл :ле:1 г ()бразует его з электрический снгнал, которьн дифферешп руется на сопротивлении 8, а :;атем регист))ируется на экране осциллографа 9. Осциллограф синхронизован с запуском генератора устройство 10. Затем но величине, внесенной в рабочую среду суммарной энергии пучка заряженных частнн, замеряемой н процессе тарнровки га.льванометром 4, находят тарнровочное давление, которое приводят в соответствне с напряжением ciifjiajia от тарир емс)го 11ьезоэ;1ектрнческого датчика давлений. Давление и энергня находятся в прямой зависимости. Длительность возникакмцего импульса давлений, а следовательно, н частота основнон гармоннкн имнул1 са зависят от нробега заряженных частиц R в рабочей среде, имеюн ей. толни1ну сравнимую с R или больн1е. Выбирая соответствующий поглотитель (твердое тело илн жидкость) или регулируя энеглчпо частиц, можно пзме 1Я1ь /.пггельиость Tjip)poii04)oi4) .)са давле11НЙ ;io частот ;)ря.1ка ссгген мегагерц. Точность тарнровкп онредсл1ггс;1 .nniiij точиоспло измерения полной Э1 ергин, вносимой нучком заря кенн1)1х частнцза нмнульсв рабочую среду, и не зависит от стабильности работы наносекундного ускорителя. Отсутствуют нскажепня электрического сигнала датчнка, вызванные воздейетвием волны на его корнус. Возрастает н скорость чарнровки датчнка, так как нет необходимости 3aiMeiibi тех н,тп ннь;х составляюнхих устройства. Сущсетвуюн1,не наносекундные ускорители электронов позволяют работать с задашюй частотой следования нмнульсов пучков заряженных частиц, а плотность нотока электронов регулнруется нростым перемещением Мгпненн от анода ускорнтеля или длнтельностью HMHV.iijca тока частиц. 3) о р м у л а н 3 о б р е т е н н я 1. Способ д намнчсской тарировки ньезоэлектрическнх датчиков давлення путем возбуждения акустнческой волны в рабочей среде, нередающей давленне на чувствительньп элемент ньезодатчика, регистрац1 и го пь ходного енгнала и соноставления его расчетными параметрами давлення рабоей среды, от л и ч а ю ци и ся тем, что, с елью расщнрення частотного днаназона и

повышения точности тарировки, акустическую волну в рабочей среде возбуждают пучком заряженных частиц.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее источник импульса энергии, заполненную рабочей средой камеру для установки тарируемого датчика с регистрирующей аппаратурой, отличаюHI, е е с я тем, что в нем в качестве нсточника импульса энергии использован ускоритель заряженных частиц.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 169840, кл. G OIL 27/00, 1964.

2.Окунь И. 3. Исследования волн сжатия, возникающих при импульсном разряде в воде. ЖТФ, т. 41, в. 2, с. 292, 1971 (прототип).