Пьезоэлектрический преобразователь для измерения давления

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет снизить погрешность от вибрации и уве.личить предельные механические нагрузки на преобразователь. Для этого радиально-поляризованный пьезокерамический цилиндр выполнен из материала с соотношением пьезомодулей d з 1:5. по абсолютной величине не более Благодаря этому преобразователь позволяет регистрировать пульсацию давления в условиях высоких статических давлений и имеет виброзквивалент i в несколько раз ниже, чем преобразователь с обычной керамикой. 2 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН

21 А1

09) (И) (so 4 С О! ? 9/08

C

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

j с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ .НОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3791026/24-10 (22) 02.07. 84 (46) 07.10 ° 86. Бюл. !!- 37 (71) Ростовский ордена Трудового

Красного Знамени государственный университет им. М.А.Суслова (72) М.В.Богуш, А.В.Горып, С.Д.Забродина, О.П.Крамаров. и А.П.Кудинов (53) 531.787.913(088.8) (56) Иориш Ю.И. Виброметрия.

М,: Гос. научи.техн. изд-во машиностроит, лит-ры, 1963, с. 563-569.

Проектирование датчиков для измерения механических величин./Под ред.

E.Ï.0ñàä÷åão — М.: Машиностроение, 1979, с. 194-210. (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет снизить погрешность от вибрации и уве.личить предельные механические нагрузки на преобразователь. Для этого радиально-поляризованный пьеэоке рамический цилиндр выполнен из материала с соотношением пьезомодулей d, н о по абсолютной величине не более I:5.

Благодаря этому преобразователь позволяет регистрировать пульсацию давления в условиях высоких статических давлений и имеет виброэквивалент в несколько pas низе, чем преобразователь с обычной керамикой. 2 ил.

12«.2314

Изобретение относится к измерительной технике.

Цель изобретения — снижение погрешности от вибрации и увеличение предельных механических нагрузок на преобразователь.

На фиг, 1 показаны преобразователь-аналог (а), преобразователипрототипы (S, 6 ) и предлагаемый преобразователь (а) (стрелками виутри преобразователей показано на— правление вектора остаточной поляризации, пунктиром — электроды, стрел— ки вне преобразователей указывают направление действия давления Р и вибрации).

Предлагаемый преобразователь используют следующим образом.

Всестороннее динамическое давление Р, действующее на преобразователь, сопровождается появлением на его электродах заряда q, зависящего а от.объемного пьезомодуля Й, и площадки электродов S

q «I, S,„P=(dì-2dì ) 2ДКНР, где R и Н вЂ” средйий радиус и высота цилиндра.

Ускорение о, действующее в осевом направлении, вызывает на электродах щ появление заряда q, пропорционального пьезомодулю d» -массе преобразователя m=p20R НлК и отношению площади электродов к площади поперечного сеН чения цилиндра - — (ьК вЂ” тблщина З5 ьК стенки цилиндра, p — плотность пье,зокерамики). При действии ускорения в любом из перпендикулярных направлений q =О в силу осевой симметрии 4О а преобразователя.

Следовательно, отношение чувствительности по вибрации S = Я к чувст о а вительности по давлению S = (виброа Р g$ эквивалент) для данного типа преобразователя тем ниже, чем больше отношение лье зомодулей «1 /d» керамики, из которой он изготовлен, S Н Р 50

««

S d> а 4

1.

Зависимость Б /Бр предлагаемого преобразователя от отношения d /d3, при единичных значениях Н и р показа- Ы на на фиг. 2. Эта зависимость свидетельствует о том, что в предлагаемом преобразователе (область В) виброэквивалент в пять . более раэ ниж

TIo сравнению с таким же преобразователем, но выполненным из обычных Кр

A), для которых "зз /" з "- 2 — 2,5. Если же цилиндр выполнен из керамики, для которой Й, /d „= 10, то виброэквивалент преобразователя снижается более чем на порядок. Одновременно предлагаемый преобразователь позволяет регистрировать пульсацию давления в условиях очень высоких статических давлений, так как прочность материалов в условиях объемного сжатия более чем на порядок выше, чем при воздействии одноосных нагрузок.

В то же время если из такой же керамики выполнить преобразовательаналог, то даже при «1 /й„ = существенного снижения виброэквивалента не происходит, так как в этом случае

S„d„g Н Р

Н P =------. с зз

В преобразователях-прототипах виброэквивалент вообще не зависит от соотношения пьезомодулей. керамики, так как и чувствительность к давлению, и чувствительность к вибрации определяются пьезомодулем dz Для этих типов преобразователей при Н p =.1, h

S /S - — и снижение виброэквивалента а P К возможно только путем уменьшения предельных рабочих давлений, так как действующие в объеме пьезоэлемента

R механические напряжения - —. Таким

h образом„предлагаемый преобразователь более защищен от действия вибрации, чем аналог и позволяет проводить измерения при более высоких уровнях статических давлений, чем преобразователи прототипы.

Формула изобретения

Пьезоэлектрический преобразователь для измерения давления в виде радиально-поляризованного цилиндра из пьезокерамического материала, отличающийся тем, что, с целью снижения погрешности от вибрации и увеличения предельных механических нагрузок, он выполнен из материала с соотношением пьезомодулей д„ и Й, по абсолютной величине не более 1:5.

1262314 г

4Ьг1 (2

Составитель Е.Подомов

Редактор Л.Шишкина Техреду.Ц даиич Корректор Л.Патай

Тирах 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д.4/5

Заказ 5417/38

Производственно-полиграфическое предприятие, г.уагород, ул.Проектная, 4