RU2281470C1

RU2281470C1 - Device for measuring sound pressure

Info

Publication number: RU2281470C1
Application number: RU2005107216/28A
Authority: RU
Inventors: н Акоп Айрапетович Казар (RU); Акоп Айрапетович Казарян; Леонид Матусович Москалик (RU); Леонид Матусович Москалик
Priority date: 2005-03-16
Filing date: 2005-03-16
Publication date: 2006-08-10

Abstract

FIELD: engineering of devices for measuring sound pressure.

SUBSTANCE: device contains sensor with capacitive sensitive element. Indicator with charge amplifier is connected by anti-vibration cable to screen, which is in turn connected to local grounding. Sensor polarization voltage is fed try resistors R1,R2, which are connected serially between one another. End of screen by wire is connected through capacitor C1 with resistors R1, R2 forming a "star", while another end of resistor R2 is connected to positive pole of polarization source. Charge amplifier is protected from influx of high voltage of polarization source by means of serial connection of first capacitor C2 of pressure sensor and charge amplifier, input of which is connected to resistor R3 and capacitor C3 of check connection. Device with capacitive indicator of sound pressure allows usage of one cable both for polarization of sensor and for measuring output signal, due to provided compensating circuit formed of resistors R1,R2 and second capacitor C1. Electric circuit containing resistors R1, R3 and capacitor C1 isolates capacitors of sensor from capacitor of cable.

EFFECT: increased sensitivity and reliability for measuring low levels of sound pressure at extensive distances.

1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в авиационной технике, машиностроении, энергетике и т.д. для измерения звукового давления.The invention relates to measuring equipment and can be used in aeronautical engineering, mechanical engineering, energy, etc. for measuring sound pressure.

Известно устройство для измерения звукового давления. Устройство содержит емкостной чувствительный элемент (ЕЧЭ) датчика звукового давления, усилитель заряда, разработанный на базе операционного усилителя (ОУ) (согласующий усилитель), антивибрационный (коаксиальный) кабель, дополнительный экран, внешний экран, усилитель напряжения, источник поляризации, переключатель, блоки памяти, деления, дифференцирования и индикатор.A device for measuring sound pressure is known. The device contains a capacitive sensitive element (ECH) of the sound pressure sensor, a charge amplifier developed on the basis of an operational amplifier (op amp) (matching amplifier), anti-vibration (coaxial) cable, an additional screen, an external screen, a voltage amplifier, a polarization source, a switch, memory blocks , division, differentiation and indicator.

Устройство защищено от влияния внешних электромагнитных и синфазных помех защитной цепью датчика (основным и боковым экранами), дополнительным защитным экраном и внешним экраном.The device is protected from external electromagnetic and common-mode interference by the sensor protective circuit (main and side screens), an additional protective screen and an external screen.

Определяют, что в неполяризованном состоянии без воздействия давления датчик испытывает силу величиной, прямо пропорциональной напряжению поляризации. При воздействии давления на датчик в поляризованном состоянии определяют выходное напряжение датчика из зависимости U_выхPE/FE₀, где Р - измеряемое давление, F - сила при неизменном напряжении постоянного тока, E₀ - модуль упругости материала мембраны при нормальной температуре, Е - модуль упругости в зависимости от текущей температуры окружающей среды.It is determined that in a non-polarized state without pressure, the sensor experiences a force value directly proportional to the polarization voltage. When the pressure is applied to the sensor in a polarized state, the output voltage of the sensor is determined from the dependence U _o PE / FE ₀ , where P is the measured pressure, F is the force at a constant DC voltage, E ₀ is the elastic modulus of the membrane material at normal temperature, E is the module elasticity depending on the current ambient temperature.

Такое решение позволяет измерить звуковое давление на поверхности исследуемого объекта без дренирования изделия [Патент РФ №2029266, G 01 L 9/12, 1995, "Устройство для измерения давления", автор А.А.Казарян].This solution allows you to measure the sound pressure on the surface of the test object without draining the product [RF Patent No. 2029266, G 01 L 9/12, 1995, "Device for measuring pressure", by A. A. Kazaryan].

Недостатком выбранного устройства для измерения звукового давления является отсутствие возможности компенсации влияния кабеля на результаты измерения, из-за чего снижается чувствительность измерительной аппаратуры, особенно при высоких уровнях температуры до 300°С и других агрессивных средах. Низкая чувствительность датчика не позволяет измерение давления 40-60 дБ.The disadvantage of the selected device for measuring sound pressure is the inability to compensate for the influence of the cable on the measurement results, which reduces the sensitivity of the measuring equipment, especially at high temperature levels up to 300 ° C and other aggressive environments. The low sensitivity of the sensor does not allow a pressure measurement of 40-60 dB.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению техническим решением является устройство для измерения давления. Устройство содержит блок тонкопленочных матричных датчиков, источник поляризации, антивибрационный кабель, усилитель заряда (УЗ), дополнительный защитный экран и внешний экран. Защитная цепь датчика (боковой и основной экраны) соединена с дополнительным защитным экраном, где смонтирован УЗ, и он электрически изолирован от внешнего экрана с тем, чтобы гарантировать цельность экранирования между датчиком и УЗ. Внешний экран заземлен с общей шиной местного заземления.Closest to the proposed invention, the technical solution is a device for measuring pressure. The device contains a block of thin-film matrix sensors, a polarization source, an anti-vibration cable, a charge amplifier (US), an additional protective screen and an external screen. The protective circuit of the sensor (side and main screens) is connected to an additional protective screen where the ultrasound is mounted, and it is electrically isolated from the external screen in order to guarantee the integrity of the shielding between the sensor and the US. The external shield is grounded with a common local ground bus.

Функционирование устройства обеспечивают путем соединения отрицательного полюса источника поляризации с дополнительным защитным экраном и положительным полюсом УЗ. Отрицательный полюс источника поляризации через экран антивибрационного кабеля соединен с верхней обкладкой ЕЧЭ.The functioning of the device is ensured by connecting the negative pole of the polarization source with an additional protective shield and a positive US pole. The negative pole of the polarization source through the screen of the anti-vibration cable is connected to the upper lining of the ECE.

Такое решение позволяет измерить давление на поверхности исследуемого объекта без его механической дополнительной обработки [Патент РФ №1806334, G 01 L 9/12, 1993, "Устройство для измерения давления", авторы: А.А.Казарян, Л.М.Москалик и И.Е.Фролова].This solution allows you to measure the pressure on the surface of the test object without mechanical additional processing [RF Patent No. 1806334, G 01 L 9/12, 1993, "Device for measuring pressure", authors: A.A. Kazaryan, L.M. Moskalik and I.E. Frolova].

Недостаток устройства для измерения давления заключается в следующем: низкая чувствительность датчика не позволяет измерять звуковое давление уровней 40-60 дБ на больших расстояниях до 50 м и больше между датчиком и УЗ.The disadvantage of the device for measuring pressure is as follows: the low sensitivity of the sensor does not allow measuring sound pressure levels of 40-60 dB at large distances up to 50 m or more between the sensor and the ultrasound.

Задачей настоящего изобретения является повышение чувствительности и надежности измерения измерительной аппаратуры для измерения низких уровней звукового давления на больших расстояниях путем дополнительного введения конденсаторов, резисторов и размещения ЕЧЭ датчика в корпусе.The objective of the present invention is to increase the sensitivity and reliability of measurement of measuring equipment for measuring low levels of sound pressure over long distances by the additional introduction of capacitors, resistors and placement of an ECH sensor in the housing.

Технический результат достигается тем, что в устройство для измерения звукового давления, содержащее датчик с емкостным чувствительным элементом, с обкладками конденсатора и экранами, усилитель заряда, состоящий из операционного усилителя, резистора и конденсатора обратной связи, источник поляризации, причем внешний экран соединен с местным заземлением, датчик через кабель соединен с усилителем заряда, дополнительно введены по два резистора, два конденсатора, корпус для емкостного чувствительного элемента датчика, причем верхняя обкладка емкостного чувствительного элемента датчика через экран кабеля соединена с положительным полюсом усилителя заряда и отрицательным полюсом источника поляризации, нижняя обкладка через жилу кабеля и первый конденсатор соединена с отрицательным полюсом усилителя заряда, оба резистора и второй конденсатор соединены в одной точке, первый резистор соединен с положительным полюсом источника поляризации, второй резистор соединен с жилой кабеля, первым конденсатором и нижней обкладкой емкостного чувствительного элемента датчика, отрицательный полюс источника поляризации соединен с внешним экраном и местным заземлением, причем резистор и конденсатор обратной связи соединены между собой через первый конденсатор.The technical result is achieved in that in a device for measuring sound pressure containing a sensor with a capacitive sensor element, with capacitor plates and screens, a charge amplifier consisting of an operational amplifier, a resistor and a feedback capacitor, a polarization source, and the external screen is connected to local ground , the sensor is connected via a cable to the charge amplifier, two resistors, two capacitors, and a housing for a capacitive sensor element of the sensor are additionally introduced, the upper through the cable shield is connected to the positive pole of the charge amplifier and the negative pole of the polarization source, the bottom plate is connected through the cable core and the first capacitor to the negative pole of the charge amplifier, both resistors and the second capacitor are connected at one point, the first resistor is connected to the positive pole of the polarization source, the second resistor is connected to the core cable, the first capacitor and the bottom plate of the capacitive sensor element of the sensor, neg the solid pole of the polarization source is connected to an external shield and local ground, with the resistor and feedback capacitor interconnected via the first capacitor.

На чертеже изображена блок-схема устройства для измерения звукового давления.The drawing shows a block diagram of a device for measuring sound pressure.

Устройство содержит датчик с емкостным чувствительным элементом (ЕЧЭ) 1, корпус 2. ЕЧЭ датчика содержит верхнюю обкладку (мембрану) 3, перфорированную диэлектрическую пленку 4 в виде кольца, боковой экран 5, нижнюю обкладку 6, изоляционную диэлектрическую пленку 7, основной экран 8, опорное отверстие 9, защитную сетку 10, УЗ 11, разработанный на базе ОУ, антивибрационный кабель 12 с внутренней жилой 13, источник поляризации 14, внешний экран для УЗ 15, резисторы R1, R2, R3 и конденсаторы С1, С2, С3.The device contains a sensor with a capacitive sensing element (ECE) 1, housing 2. The ECE of the sensor contains an upper plate (membrane) 3, a perforated dielectric film 4 in the form of a ring, a side screen 5, a lower plate 6, an insulating dielectric film 7, a main screen 8, a support hole 9, a protective grid 10, UZ 11, developed on the basis of an op-amp, anti-vibration cable 12 with an inner core 13, a polarization source 14, an external shield for UZ 15, resistors R1, R2, R3 and capacitors C1, C2, C3.

Устройство предназначено для контроля и измерения звукового давления при эксплуатации в условиях повышенной и пониженной температур в диапазоне от -269 до +300°С, при наличии высоких уровней радиации, влажности и агрессивных химических средств (за исключением щелочных кислот). Выбранная конструкция датчика разработана на базе высокотемпературных диэлектриков и высококачественных сплавов, используемых в качестве мембраны ЕЧЭ датчика давления. Выбранный кабель марки АВКТ-6 используют в условиях эксплуатации с повышенной вибрацией и температурой. Нижняя обкладка датчика (мембрана) через жилу кабеля 13 и первого конденсатора С2 соединены с отрицательным полюсом УЗ (или отрицательным полюсом ОУ). Верхняя обкладка 3, боковой 5 и основной 8 экраны ЕЧЭ 1 соединены с экраном антивибрационного кабеля 12. Положительный полюс УЗ (или ОУ) является общей шиной устройства. Боковой 5, основной 8 экраны ЕЧЭ звукового давления, отрицательный полюс источника поляризации 14 через экран кабеля 12 соединены с общей шиной устройства (положительный полюс). Второй конденсатор С1, резисторы R1 и R2 соединены в одной точке в "звезду". Резисторы R1 и R2 между собой соединены последовательно и свободный конец R1 соединен с первым конденсатором С2 и жилой 13 кабеля. Другой конец резистора R2 соединен с положительным полюсом источника поляризации 14. Отрицательный полюс источника поляризации соединен с положительным полюсом УЗ.The device is designed to control and measure sound pressure during operation in conditions of high and low temperatures in the range from -269 to + 300 ° C, in the presence of high levels of radiation, humidity and aggressive chemicals (with the exception of alkaline acids). The selected sensor design is based on high-temperature dielectrics and high-quality alloys used as an ECH membrane for a pressure sensor. The selected cable grade AVKT-6 is used in operating conditions with increased vibration and temperature. The lower cover of the sensor (membrane) through the core of the cable 13 and the first capacitor C2 are connected to the negative pole of the ultrasound (or the negative pole of the op amp). The upper lining 3, side 5 and main 8 screens of the ECE 1 are connected to the screen of the anti-vibration cable 12. The positive pole of the ultrasonic (or op-amp) is the common bus of the device. Lateral 5, the main 8 screens ECE sound pressure, the negative pole of the polarization source 14 through the screen of the cable 12 are connected to a common bus device (positive pole). The second capacitor C1, the resistors R1 and R2 are connected at one point in the "star". Resistors R1 and R2 are interconnected in series and the free end R1 is connected to the first capacitor C2 and cable core 13. The other end of the resistor R2 is connected to the positive pole of the polarization source 14. The negative pole of the polarization source is connected to the positive pole of the ultrasound.

Датчики с ЕЧЭ имеют высокое выходное сопротивление и при поляризации, в частности, напряжением постоянного тока на выходе имеют электрический сигнал мощностью ~10^-13-10^-15 Вт. Такой сигнал по кабелю через согласующую цепь, т.е. УЗ, можно передавать на большие расстояния (50 м и больше). Одним из возможных вариантов согласующих цепей является усилитель заряда. УЗ обеспечивает высокое входное сопротивление с закрытым входом. УЗ не чувствителен к наводкам и помехам, вызываемым колебаниями кабеля. УЗ сформирован путем схватывания ОУ глубокой отрицательной обратной связью через резистор R3, конденсатор С3. Коэффициент усиления УЗ равен единице (при необходимости можно увеличить до 20). На чертеже резистор R3 и конденсатор С3 обратной связи по величине равны собственному сопротивлению и емкости ЕЧЭ датчика звукового давления. Емкости датчиков составляют 5-170 пФ, их выходные сопротивления велики и равны ~x_c≈10⁷ Ом. Резистор R3 и конденсатор С3 на входе усилителя заряда соединены с отрицательным полюсом раздельно через первый конденсатор С2. Другие концы резистора R3 и конденсатора С3 соединены в одной точке на выходе ОУ. Таким образом сформированный УЗ захвачен глубокой отрицательной обратной связью резистором R3 и конденсатором С3. Причем резистор R3 и конденсатор С3 между собой соединены через первый конденсатор С2. Основной трудностью является защита датчика и УЗ от шумов и наводок. С этой цель устройство тщательно экранируется. Однако экранированный провод имеет емкость С_п.э. между жилой и экраном не менее 50 пФ/м в зависимость от марки кабеля. В этом случае при неправильном соединении экрана с датчиком емкость С_п.э. может оказаться включенной параллельно емкости ЕЧЭ датчика. При этом падает чувствительность датчика, так как относительное приращение емкости

уменьшается на величину

и увеличивается погрешность и нестабильность выходного сигнала, вызываемая нестабильностью емкости С_п.э.. Таким образом, изменение емкости С_п.э. вызывает изменение приращения рабочей емкости ΔС₀, где С₀ - начальная емкость ЕЧЭ. В случае с применением УЗ замкнутая цепь позволяет располагать ЕЧЭ вдали от источника поляризации и измерительной аппаратуры. Напряжение поляризации подается через резисторы R1, R2 на нижнюю обкладку ЕЧЭ. Схема также позволяет использовать один кабель как для поляризации датчика, так и для съема полезного сигнала (преобразование звукового давления в электрический сигнал) через жилу 13 кабеля 12. В ЕЧЭ 1 связь с атмосферой осуществляют с помощью опорного отверстия 9. Первый конденсатор С2 предназначен для защиты УЗ от попадания высокого напряжения поляризации на вход усилителя заряда.Sensors with ECHE have a high output resistance and, when polarized, in particular, with a DC voltage at the output, have an electric signal with a power of ~ 10 ^-13 -10 ^-15 W. Such a signal is cabled through a matching circuit, i.e. Ultrasound, can be transmitted over long distances (50 m or more). One possible matching circuit is a charge amplifier. UZ provides a high input impedance with a closed input. Ultrasound is not sensitive to interference and interference caused by cable vibrations. The ultrasound is formed by seizing the opamp with deep negative feedback through a resistor R3, a capacitor C3. The gain of ultrasound is equal to one (if necessary, you can increase it to 20). In the drawing, the resistor R3 and the feedback capacitor C3 are equal in magnitude to the inherent resistance and capacitance of the ECH of the sound pressure sensor. The capacitance of the sensors is 5-170 pF, their output resistances are large and equal to ~ x _c ≈10 ⁷ Ohms. The resistor R3 and the capacitor C3 at the input of the charge amplifier are connected to the negative pole separately through the first capacitor C2. The other ends of the resistor R3 and capacitor C3 are connected at one point at the output of the op-amp. Thus, the formed ultrasound is captured by deep negative feedback by resistor R3 and capacitor C3. Moreover, the resistor R3 and the capacitor C3 are interconnected through the first capacitor C2. The main difficulty is to protect the sensor and ultrasound from noise and interference. For this purpose, the device is carefully shielded. However, the shielded wire has a capacitance of _C.e. between the core and the screen at least 50 pF / m, depending on the brand of cable. In this case, if the screen is connected incorrectly with the sensor, the capacitance C _p.e. may be connected in parallel with the capacitance of the ECE sensor. In this case, the sensitivity of the sensor decreases, since the relative increment of the capacitance

decreases by

and the error and instability of the output signal caused by the instability of the capacitance _C. . Thus, the change in capacitance C _p.e. causes a change in the increment of the working capacity ΔС ₀ , where С ₀ is the initial capacity of the ECE. In the case of the use of ultrasound, a closed circuit makes it possible to locate the ESE far from the polarization source and measuring equipment. The polarization voltage is supplied through the resistors R1, R2 to the lower plate of the ECE. The circuit also allows one cable to be used both for polarization of the sensor and for picking up a useful signal (converting sound pressure into an electrical signal) through cable core 13 of cable 12. In ECHE 1, communication with the atmosphere is carried out using a reference hole 9. The first capacitor C2 is designed to protect Ultrasound from the hit of a high polarization voltage at the input of the charge amplifier.

ЕЧЭ датчика звукового давления от влияния внешних электромагнитных воздействий защищен основным и боковым экранами. От внешних воздействий жила 13 кабеля 12 защищена экраном кабеля. Конец экрана кабеля соединен в точке В местного заземления. Введенные дополнительные элементы в устройстве позволяют располагать ЕЧЭ датчика вдали от источника поляризации и УЗ. Устройство также позволяет изолировать емкость ЕЧЭ датчика от емкости кабеля с помощью введения цепи резисторов R1, R2, второго конденсатора С1 и компенсировать емкость кабеля С_п.э.. Это позволяет увеличить расстояние между датчиком и УЗ (в частности, до 50 м). Длина кабеля между датчиком и УЗ ограничивается только проводимостью кабеля и частотными свойствами ЕЧЭ. Выбранные резисторы R1, R2 по величине одинаковы.The ECE of the sound pressure sensor is protected from the influence of external electromagnetic influences by the main and side screens. From external influences, the core 13 of cable 12 is protected by a cable shield. The end of the cable shield is connected at point B of the local ground. Introduced additional elements in the device allow you to place the ECH sensor away from the polarization source and ultrasound. The device also allows you to isolate the capacitance of the ECE sensor from the cable capacity by introducing a chain of resistors R1, R2, a second capacitor C1 and compensate for the cable capacitance C _p.e. . This allows you to increase the distance between the sensor and ultrasound (in particular, up to 50 m). The cable length between the sensor and the ultrasound is limited only by the conductivity of the cable and the frequency properties of the ECE. The selected resistors R1, R2 are the same in value.

Чувствительность устройства с ЕЧЭ датчика звукового давления повышается за счет изоляции емкостей датчика и кабеля между собой, повышается помехоустойчивость (за счет введения экранов в конструкции ЕЧЭ). Надежность устройства повышается за счет защиты УЗ от попадания высокого напряжения поляризации на вход УЗ путем введения первого конденсатора С2 между ЕЧЭ и УЗ и измерения полезного сигнала и подачи напряжения поляризации ЕЧЭ датчика с одним кабелем.The sensitivity of the device with an ECHE of the sound pressure sensor increases due to the isolation of the capacities of the sensor and cable between each other, and noise immunity increases (due to the introduction of screens in the design of the ECHE). The reliability of the device is increased due to the protection of the ultrasound from the ingress of a high polarization voltage to the input of the ultrasound by introducing the first capacitor C2 between the EEC and the US and measuring the useful signal and applying the polarization voltage to the EEC sensor with one cable.

Принцип работы устройства. При изменении давления Р (через защитную сетку 10) на поверхности мембраны 3 изменяется расстояние между мембраной 3 и обкладкой 6. В результате прогиба мембраны 3 изменяется начальная емкость ЕЧЭ С₀, приращение емкости ΔС₀ и относительное приращение емкости ΔС₀/С₀. Напряжение поляризации датчика подают на нижнюю обкладку 6 ЕЧЭ датчика через последовательно соединенные между собой сопротивления R1, R2. Напряжение на выходе УЗ измеряют между точками а и б, пропорциональное относительному приращению ΔС₀/С₀ и напряжению поляризации на выходе источника поляризации 14.The principle of operation of the device. When the pressure P changes (through the protective mesh 10) on the surface of the membrane 3, the distance between the membrane 3 and the lining 6 changes. As a result of the deflection of the membrane 3, the initial capacitance of the ECE С ₀ , the increment of the capacitance ΔС ₀ and the relative increment of the capacitance ΔС ₀ / С ₀ change. The polarization voltage of the sensor is supplied to the lower plate 6 of the ECE of the sensor through the series-connected resistance R1, R2. The voltage at the output of the ultrasound is measured between points a and b, proportional to the relative increment ΔC ₀ / C ₀ and the polarization voltage at the output of the polarization source 14.

С этой целью был изготовлен макет измерительного канала с ЕЧЭ звукового давления и проверен в условиях повышенной температуры до 300°С. Датчик и УЗ между собой соединены антивибрационным кабелем АВКТ-4 и АВКТ-6, расстояние между датчиком и усилителем заряда от 0,4 м до 50 м. Определено, что при использовании электрической цепи, состоящей из активных резисторов R1, R2 и второго конденсатора С1, отсутствует влияние кабеля на результаты измерения в диапазоне частот от 20 Гц до 20 кГц. С увеличением длины кабеля от 0,4 до 50 м помехи и шумы возрастают не более 3%. Условный коэффициент усиления аппаратуры 2000, и температура окружающей среды +25°С. С увеличением температуры датчика от +25°С до 300°С шум возрастает на 10 дБ. Не наблюдается существенное увеличение теплового шума на выходе измерительной аппаратуры до 100-120°С.For this purpose, a mock-up of the measuring channel with an ECH sound pressure was made and tested under conditions of elevated temperature up to 300 ° C. The sensor and ultrasound are interconnected by an anti-vibration cable AVKT-4 and AVKT-6, the distance between the sensor and the charge amplifier is from 0.4 m to 50 m. It is determined that when using an electric circuit consisting of active resistors R1, R2 and a second capacitor C1 , there is no influence of the cable on the measurement results in the frequency range from 20 Hz to 20 kHz. With an increase in cable length from 0.4 to 50 m, interference and noise increase by no more than 3%. The conventional gain of the equipment is 2000, and the ambient temperature is + 25 ° C. With an increase in the sensor temperature from + 25 ° С to 300 ° С, the noise increases by 10 dB. There is no significant increase in thermal noise at the output of the measuring equipment to 100-120 ° C.

Звуковое давление практически можно измерять от 40-60 дБ (шепот и речь средней громкости на расстоянии от 0,3 до 1 м) до высоких уровней 140-170 дБ и выше (реактивные двигатели на расстоянии 2-3 м от выхлопа). Для измерения звукового давления в указанных диапазонах необходима разработка ЕЧЭ на два диапазона. Первый ЕЧЭ способен измерять от 40 до 140 дБ; второй - от 140 до 180 дБ.Sound pressure can practically be measured from 40-60 dB (whisper and speech of medium volume at a distance of 0.3 to 1 m) to high levels of 140-170 dB and above (jet engines at a distance of 2-3 m from the exhaust). To measure sound pressure in the indicated ranges, it is necessary to develop an ECHE in two ranges. The first ECE is capable of measuring from 40 to 140 dB; the second is from 140 to 180 dB.

ЕЧЭ был изготовлен из FeNi сплава толщиной 20 мкм. Внутренний диаметр перфорации полиимидной пленки толщиной 20 мкм между обкладками 16 мм. Экраны ЕЧЭ из меди. Уровень измеряемого звукового давления от 55 до 140 дБ. Число каналов измерительной аппаратуры от одного до нескольких десятков. Резисторы R1=R2=R3=750 МОм; конденсаторы С1=470 пФ; С2=1000 пФ; С3=100 пФ. Напряжение поляризации 100 В. УЗ выполнен на ОУ интегральной микросхемы 544УД1. Использованы схемы с отрицательной обратной связью по постоянному напряжению, что обеспечивает малый дрейф.ECE was made of FeNi alloy with a thickness of 20 μm. The inner diameter of the perforation of the polyimide film with a thickness of 20 μm between the plates 16 mm ECHE screens made of copper. The level of the measured sound pressure is from 55 to 140 dB. The number of channels of measuring equipment from one to several tens. Resistors R1 = R2 = R3 = 750 MΩ; capacitors C1 = 470 pF; C2 = 1000 pF; C3 = 100 pF. The polarization voltage of 100 V. US made on the op-amp integrated circuit 544UD1. Used circuits with negative feedback on DC voltage, which ensures low drift.

ЕЧЭ звукового давления электрически изолирован от корпуса датчика. ЕЧЭ может быть без корпуса и наклеен на поверхности изделия. В этом случае на одной подложке может быть расположено от одного до нескольких десятков ЕЧЭ.ECH sound pressure is electrically isolated from the sensor housing. ECE can be without a case and glued to the surface of the product. In this case, from one to several tens of ECEs can be located on one substrate.

Claims

A device for measuring sound pressure, comprising a sensor with a capacitive sensor element, with capacitor plates and screens, a charge amplifier consisting of an operational amplifier and a resistor and a feedback capacitor, a polarization source, the external screen being connected to the local ground, the sensor through the cable connected to the amplifier charge, characterized in that it additionally introduced two resistors, two capacitors, a housing for a capacitive sensor element of the sensor, and the upper lining of the capacitive the sensor element through the cable screen is connected to the positive pole of the charge amplifier and the negative pole of the polarization source, the bottom plate through the cable core and the first capacitor is connected to the negative pole of the charge amplifier, both resistors and the second capacitor are connected at one point, the first resistor is connected to the positive pole of the source polarization, the second resistor is connected to the core cable, the first capacitor and the bottom plate of the capacitive sensor element of the sensor, negative pole the polarization source is connected to an external screen and local ground, and the resistor and feedback capacitor are interconnected through the first capacitor.