Пьезоэлектрический датчик
Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - расширение области применения. Пьезоэлектрический датчик содержит установленный в корпусе 1 чувствительный элемент 2, согласующий усилитель 3, переходный кабель 4, термокорректирующий конденсатор 5, установленный в корпусе согласующего усилителя 3 и электрически параллельно подключенный к электродам чувствительного элемента. Чувствительный элемент выполнен с температурным коэффициентом емкости Nc, большим по величине температурного коэффициента изменения пъезомодуля его материала и одинаковым с ним по знаку. Термокорректирующий конденсатор имеет нулевой температурный коэффициент емкости . При действии температуры на датчик в нем происходит термостабилизация коэффициента преобразования. Приведена формула расчета величины емкости термокорректирующего конденсатора. 1 ил
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 Н 04 R 17/00 (.$,:,gg.,с ,й! т= .р„.!! 1 .") г
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4617505/10 (22) 17.10.88 (46) 30.01.91, Бюл, ¹ 4 (72) С,Г.Одинцов (53) 534.232(088.8) (56) Патент США N 3060748, кл. 73-497, 1962.
Патент США ¹3185869,,кл, 310 — 8.4, 1965. (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения — расширение области применения, Пьезоэлектрический датчик содержит установленный в корпусе 1 чувствительный элемент 2, согласующий усилитель 3, переходный кабель 4, термокор. Ы „1624704 А1 ректирующий конденсатор 5, установленный в корпусе согласующего усилителя 3 и электрически параллельно подключенный к электродам чувствительного элемента.
Чувствительный элемент выполнен с температурным коэффициентом емкости й,, большим по величине температурного коэффициента изменения пъезомодуля его материала и одинаковым с ним по знаку.
Термокорректирующий конденсатор имеет нулевой температурный коэффициент емкости. При действии температуры на датчик в нем происходит термостабилизация коэффициента преобразования. Приведена формула расчета величины емкости термокорректирующего конденсатора. 1 ил.
1624704
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в датчиках, работающих в широком диапазоне температур, в частности в акселерометрах, Целью изобретения является расширение области применения.
На чертеже схематически изображен пьезоэлектрический датчик.
Пьезоэлектрический датчик, содержащий установленный в корпусе 1 чувствительный элемент 2 в виде пьезоэлемента с электродами, согласующий усилитель 3, связанный с чувствительным элементом 2 посредством переходного кабеля 4, термокорректирующий конденсатор 5, установленный в корпусе согласующего усилителя 3 и электрически параллельно подключенный к электродам чувствительного элемента.
Чувствительный элемент выполнен с температурным коэффициентом емкости
N<, большим по величине и одинаковым по знаку температурному коэффициенту изменения пьезомодуля его материала Na, т.е.
I Nc 1 > I Na I, Ввиду того, что чувствительный элемент 2 и термокорректирующий конденсатор 5 разнесены в пространстве и температуры их нагрева отличаются, применен термокорректирующий конденсатор с нулевым температурным коэффициентом емкости. Величина емкости термокорректирующего конденсатора определяется из выражения
Ск = Сэ(йс/Ncl 1) Се, где Сэ — емкость чувствительного элемента;
Cc — емкость переходного кабеля.
Коэффициент преобразования по напряжению S< чувствительного элемента определяется следующим соотношением:
SOU= K бц
Сэ где diI — пьезомодуль материала пьезоэлемента;
C> — электрическая емкость чувствительного элемента;
К вЂ” коэффициент, определяемый геометрическими и упругими характеристиками чувствительного элемента, Температурный коэффициент коэффициента преобразования по напряжению равен йз = (Ng — Nc)/(1+ Nc), где N
10 Nc
1+X
Из условия полной термокомпенсации вытекает Nd = Na. Отсюда находим
Nc
Изобретение позволяет полностью термостабилизи ровать коэффициент и реобразования по напряжению пьезоэлектрического чувствительного элемента, При этом коэффициент преобразования изменяется в
1/(1+ X) раз.
Отсутствие термокорректирующего конденсатора в корпусе, где расположен чувствительный элемент (измерительный узел) приводит к уменьшению массы и габаритов данного узла, что дает возможность, например, измерять параметры вибраций легких объектов, тонких оболочек, нежестких поверхностей и т.д.
Формула изобретения
Пьезоэлектрический датчик, содержащий установленный в корпусе чувствительный элемент, согласующий усилитель, связанный с чувствительным элементом посредством переходного кабеля, термокоррек-. тирующий конденсатор, электрически параллельно подключенный к электродам чувствительного элемента, о т л и ч а ю щ и й40 с я тем, что, с целью расширения области применения, чувствительный элемент выполнен с температурным коэффициентом емкости N, большим по величине и одинаковым по знаку температурному коэффици45 енту изменения пьезомодуля его материала
Nd, а термокорректирующий конденсатор установлен в корпусе согласующего усилителя и имеет нулевой температурный коэффициент емкости, причем величина емкости
50 термокорректирующего конденсатора Ск определяется из выражения
Ск = Cs(Nc/Ng — 1) — Сс, где Сэ — емкость чувствительного элемента;
Cc — емкость переходного кабеля.
