Датчик давления — SU 239622 (original) (raw)
0 П ИСА НИ-Е ИЗОБРЕТЕНИЯ 239622 Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕХЗЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 29.Х 1.1967 ( 1200830/18-10)с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 18,111.1969. Бюллетень11Дата опубликования опцсашгя 29 Л 11.1969 Кл. 421 с, 1 ч/04 ИПК 6 01Ъ ДК 531,787.913(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Мииистрав СССРАвтор изобретения А. В. Зосимов Заявитель ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ Изобретение относится к технике измерения давлений.Известные пьезоэлектрические датчики давления, содержащие установленный в корпусе пьезоэлемент с нанесенными на его активные поверхности проводящими покрытиями и электрические выводы, недостаточно точны прц измерении медленно меняющихся давлений.Предлагаемый датчик отличается тем, что в нем на пьезоэлемент нанесены пленки полупроводника с металлическими контактами, которые образуют омические сопротивления, изменяющиеся в зависимости от электрической поляризации пьезоэлемента под действием давления, Это позволяет применять датчик для измерения медленно меняющихся и статических давлений, а также использовать регистрирующую аппаратуру с малым входным сопротивлением.На фиг. 1 изображен пьезоэлектрический приемник давления; на фцг, 2 представлена электрическая схема соединения в полумост сопротивлений, образованных тонкими полупроводниковыми пленками, нанесенными на поверхности пьезоэлементов.Приемник состоит из корпуса 1 с двумя соосными цилиндрическими выемками, разделенными перемычкой. В выемки вставлены ц прикреплены к дну выемок слоем 2 клея илц эпоксидной смолы два одинаковых пьезоэлемента 3 ц 4. В данном случае пьезоэлементы выполнены в виде круглых таблст, например, цз пьезоксрамцкц, поляризованной в направлении, параллельном осц. Иа каждую торце вую поверхность пьезоэлементов нанесен тонкий слой полупроводника с металлическими контактами, который образует на поверхности пьезоэлемента омцческое сопротивление. Например, на верхчей поверхности пьезоэлемен та 3 нанесен слой полупроводника 5 с металлцческизти коцтактамц 6. Такова же конфигурация тонких слоев полупроводника ц контактов на нижней поверхности пьезоэлемента 3 и на обеих торцевых поверхностях пьезоэле мента 4.К металлическим контактам припаяны тонкие металлические проводники ц выведены через отверстия 7 в корпусе 1, отверстия залиты эпоксидной смолой для герметизации.20 Оставшиеся полости 8 ц 9 выемок в корпусе приемника заполнены каучуком цлц резиной так, чтобы торцевые поверхности пьезоэлементов были покрыты тонким изолирующим слоем25 Выемка с пьезоэлементом 3 закрыта шайбой 10 с отверстием так, что шайба плотно прилегает к изолирующему покрытию пьезоэлемента ц герметически соединена с корпусом кольцевым слоем 11 эпоксидной смолы. Вьюм ка с пьезоэлементом 4 закрыта герметично. Малова орого Подписио обретсиий ов СССР 480тела гаМииис Серов аказ 1689/9 Тираж ЦНИИПИ хоитета ио и открьтий при Совете Москва, Цеитр, припог 1 п 1 фил, пр. Сип)иоа,заглушкойр с помощью кольцевого сло 4 эпоксидной смолы.На схеме приняты следующие обозначения: Л, и Я 2 - сопротивления полупроводниковой пленки соответственно на верхней и нижней поверхностях пьезоэлемента 3, а и Л,то же на верхней и нижней повсрхностх пьезоэлемента 4, сl - напряжение питания полу- моста.Сопротивления Д, - Р, тонких пленок полупроводника соединены по схеме полумоста,Датчик давлечия работает следующим образом.К пьезоэлемен гу 3 через отверстие в шайбе 1 О прикладывается давление. Механическое напряжение пьезоэлемента должно быть односторонним вдоль оси; поперек оси пьезоэлемент должен иметь возможность деформироваться свободно. Поскольку модуль упругости пьезоэпемента во много раз больше модуля УПР ОСтп РЕЗ 1 ШЫ, ЗаПОЛНЯЮЩЕй ПОЛОСТЬ ВЫ- емок, резина при такои установке пьезоэлемента, какая показана на фиг. 1, почти с препятствует поперечным деформациям пьезоэлемента, и условие односторонности деформации пьезсэлемента выполняется,11 олупроводниковые пленки наносятс 11 11 аобе стороны пьезоэлемента. При приложении давления сопротивление одной из них увеличивается, а другой уменьшается; они включе- Б ны в разные плечи измерительного полумостасопротивлений, как показано па фиг. 2. В результате чувстзительносгь приемника увеличивается в два раза. Предмет изобретения Датчик давления, содержащий установленный в корпусе пьезоэлемент с нанесенными на 15 его активные поверхности проводящими покрытиями и электрические выводы, отличаои(ийся тем, что, с целью измерения медленно меняющихся и статических давлений, а также использования регистрируюшей аппаратуры с 20 малым Входным сопротивлением, напримертензометри 1 еской аппаратуры, в нем на пьезоэлемент нанесены пленки полупроводника с металлческими контактами, которые образуют омические сопротивления, изменяющиеся в 28 зависимости от электрической поляризациипьезоэлемента под действием давления.