Patents

Search tools Text Classification Chemistry Measure Numbers Full documents Title Abstract Claims All Any Exact Not Add AND condition These CPCs and their children These exact CPCs Add AND condition
Exact Exact Batch Similar Substructure Substructure (SMARTS) Full documents Claims only Add AND condition
Add AND condition
Application Numbers Publication Numbers Either Add AND condition

Combined scanner

Landscapes

Show more

CS270860B1

Czechoslovakia

Other languages
English
Inventor
Jan Ing Csc Capek
Miloslav Doc Ing Csc Nevesely
Milan Doc Ing Csc Lansky

Worldwide applications
1987 CS

Application CS875482A events

Description

Vynález se týká sdruženého snímače, zejména vhodného pro diagnostiku 8 výstupy více měřených veličin z jednoho místa a stavebnicovou konstrukcí, s povrchovou akustickou vlnou.
Jsou známa provedení různých snímačů s povrchovou akustickou vlnou např. C aster a USA patent č. 4 566 329, který řeší vektorový snímač síly, Hartemann USA patent č. 4 ЗП 372, kteiý řeší tlakový snímač nebo Hartemann USA patent Č. 4 301 683, který řeší akcelerometr a další. Každé z dosud známých řešení má však z daného měřicího místa výstupní signál úměrný jen jedné měřené veličině, vliv teploty je většinou složitě kompenzován a vliv rázových sil není vůbec uvažován. U dosud známých zapojení snímačů je obtížné provádět vlastní diagnostiku snímače např. z důvodu výstupu většinou jen jedné měřené veličiny z jednoho měřeného místa.
Výše uvedené nedostatky odstraňuje združený snímač podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na kovové základně s otvorem je umístěna podložka s otvorem a na této podložce je umístěna membrána s interdigitálními měniči povrchové akustické vlny. Ha membránu dosedá osmiboká podložka a otvorem, na kterou dosedají dva snímače zrychlení navzájem vůči sobě pootočené o 180°, přičemž jsou oba opatřeny seismickou hmotou a interdigitálními měniči povrchové akustické vlny. Na tyto snímače zrychlení dosedá osmiboká podložka s otvorem, která je v místech vyvedení kontaktů z interdigitálních měničů povrchové akustické vlny kratší než snímače zrychlení a na niž dosedá podélně dělená osmiboká podložka s otvorem, ve které jsou v rovině řezu umístěny dva snímače zrychlení, které jsou navzájem vůči sobě pootočeny o 180° a jsou opatřeny jak seismickou hmotou tak interdigitálními měniči povrchové akustické vlny. V místech vyvedení kontaktů s interdigitálních měničů povrchové akustické vlny je podélně dělená osmiboká podložka kratší a dosedá na ni stejné osmiboké víko, na kterém je umístěna vyhodnocovací elektronika. Prostor pod osmibokým víkem je vakuován nebo spojen s okolní atmosférou.
Hlavní výhody uspořádaní sdruženého snímače podle tohoto vynálezu spočívají v tom, že z jednoho měřicího místa obdržíme signály úměrné více měřeným veličinám, konkrétně tlaku, teplotě a zrychlení ve dvou navzájem kolmých směrech o frekvenci nejméně jednotky kHz, čímž je umožněno přímé propojení s mikroprocesorem. Zapojení a uspořádání združeného snímače usnadňuje provádět vlastní diagnostiku združeného snímače a odhalovat chyby snímače. Z technologického hlediska a z hlediska kompenzace teploty je stavebnicovité uspořádání hlavních částí združeného snímače z křemíku zvláště výhodné.
Na výkresu je na obr. 1 znázorněno prostorové uspořádání hlavních částí združeného snímače v rozloženém stavu, na obr. 2 je uspořádání združeného snímače v řezu, na obr. 3 jsou jednotlivé pohledy na hlavní části združeného snímače v složeném stavu a na obr. 4 je příklad zapojení vyhodnocovací elektroniky združeného snímače.
Na kovové základně 2 je umístěna rozměrově menší podložka 2, která je opatřena otvorem. Kovová základna 2 je spojena s přívodem měřeného média 22 a také opatřena otvorem. Na podložce 2 Je umístěna membrána 3, která je opatřena interdigitálními měniči 22 povrchové akustické vlny. Na membránu 3 dosedá osmiboká podložka 4 opatřená otvorem. Tak je vytvořen prostor pro vedení spojů к oscilátorům a potřebná kontaktní plocha. Na osmibokou podložku 4 opatřenou otvorem dosedají dva snímače 8 a 9 zrychlení, které jsou navzájem vůči sobě pootočené o 180°. Oba snímače jsou opatřeny seismickou hmotou 12 a interdigitálními měniči 21 povrchové akustické vlny. Na snímače 8 a 9 zrychlení dosedá osmiboká podložka 5 opatřená otvorem, která je v místech vyvedení kontaktů z interdigitálních měničů 21 povrchové akustické vlny kratší než snímače 8 a 2 zrychlení. Tak je vytvořena kontaktní plocha pro vedení z oscilátorů к interdigitálním měničům. Na osmibokou podložku 5 opatřenou otvorem dosedá podélně dělená osmiboká podložka 6 opatřená otvorem. V rovině řezu podložky 6 jsou umístěny dva snímače 22 a 21 z*yohlení, které jsou navzájem vůči sobě pootočeny o 180°· Oba snímače 22 a Ц Jsou opatřeny seismickou hmotou [2 a interdigitálními měniči 23 povrchové akustické vlny. V místech vyvedení kontaktů z interdigitálních měničů 23 povrchové akustické vlny je podélně dělená osmiboká podložka 6 kratší než podložka 5· Tak je

Claims (2)
Hide Dependent

1, Zdražený snímač, vyznačující se tím, že na kovové základně (1) opatřené otvorem je umístěna podložka (2) s otvorem, přičemž na podložce (2) je umístěna membrána (3), která je opatřena interdigitálními měniči (15) povrchové akustické vlny, a na membránu (3) dosedá osmiboká podložka (4) s otvorem, na kterou dosedají dva snímače (8 a 9) zrychlení, navzájem vůči sobě pootočené o 180° a opatřené seismickou hmotou (12) a interdigitálními měniči (14) povrchové akustické vlny, přičemž na snímače (8 a 9) zrychlení dosedá osmiboká podložka (5) з otvorem, která je v místech vyvedení kontaktů z interdigitálních měničů (14) povrchové akustické vlny kratší než snímače (8 a 9) zrychlení, přičemž na osmibokou podložku (5) 8 otvorem dosedá podélně dělená osmiboká podložka (6) s otvorem, ve které jsou v rovině řezu umístěny dva snímače (10 a 11) zrychlení, které jsou navzájem vůči sobě pootočené o 180° a opatřené seizmickou hmotou (12) a interdigitálními měniči (13) povrchové akustické vlny, přičemž v místech vyvedení kontaktů z interdigitálních měničů (13)povrchové akustické vlny je podélně dělená osmiboká podložka (6) kratší než osmiboká podložka (5) a na podélně dělenou osmibokou podložku (6) je nasazeno osmiboké víko (7), na kterém je umístěna vyhodnocovací elektronika (16), přičemž prostor pod osmibokým víkem (7) je vakuován nebo spojen s okolní atmosférou.
2. Zdražený snímač podle bodu 1, vyznačující se tím, že podložka (2), membrána (3), osmiboká podložka (4, 5, 6), snímač (8, 9, 10, 11) zrychlení a osmiboké víko (7) jsou z křemíku a kovová základna (1) je opatřena přívodem (17) měřeného média a krytem (18), na kterém je umístěn výstupní konektor (20).
3 výkresy
CS 270 860 B1 vytvořena nezbytná kontaktní plocha. Na podložku 6 dosedá rozměrově stejné osmiboké víko 7, na němž Je umístěna vyhodnocovací elektronika £6. Prostor pod víkem 7 je vakuován nebo spojen s okolní atmosférou. Na kovovou podložku 2 dosedá kryt £§, na němž Je umístěný konektor 20. Podložka 2, membrána 3, osmiboké podložky 4, 5, 6, snímače 8, 9, 10, 11 zrychlení a víko 7 Jsou z křemíku. Zapojení vyhodnocovací elektroniky £6 Je tvořeno oscilátory £00 a £0£, £02 a £03, £04 a £05. Dvojice oscilátorů £00 a £0£ má v oscilačním obvodu zapojeny interdigitální měniče ££. Jejich výstup je zapojen do směšovače 20£. Na výstupu ze směšovače 20£ je signál úměrný tlaku měřeného média o frekvenci nejméně jednotky kilohertz. Na druhém výstupu ze směšovače 20£ je signál úměrný teplotě měřeného média. Dvojice oscilátorů £02 a £03 má v oscilačním obvodu zapojeny interdigitální měniče £3· Výstup z dvojice oscilátorů £02 a £03 Je zapojen do směšovače 202, na jehož výstupu je signál úměrný zrychlení ve směru kolmém na osu procházející združeným snímačem o frekvenci nejméně jednotky kilohertz. Výstup z pomocného oscilátoru £06 Je spojen se vstupem do směšovače 204> na jehož druhý vstup Je přiveden signál úměrný teplotě měřeného média z druhého výstupu směšovače 20£. Na výstupu směšovače 204 je signál úměrný teplotě měřeného média o frekvenci nejméně jednotky kilohertz. Dvojice oscilátorů £04 a £0£ má v oacilačním obvodu zapojeny interdigitální měniče £4 povrchové akustické vlny a jejich výstup Je zapojen do směšovače 203. Na výstupu ze směšovače 20J je signál úměrný zrychlení ve směru rovnoběžném a osou zdraženého snímače o frekvenci nejméně jednotky kilohertz. Směšovače 20£, 202, 203, 204 a oscilátor £06 spolu se stínícími a tlumicími členy Jsou také situovány do vyhodnocovací elektroniky £6.
Při vstupu měřeného média přívodem £7 pod membránou 3 je tato vychýlena ze základní polohy. Prohnutí membrány 3 ovlivní šíření povrchové akustické vlny mezi interdigitálními měniči £5« Toto ovlivnění šíření povrchové akustické vlny se projeví jako změna frekvence oscilátorů £00 a £0£, v jejichž rezonančním obvodu jsou zapojeny interdigitální měniče £5 povrchové akustické vlny, na membráně 3 jsou umístěny tak, aby při prohnutí membrány 3 vlivem působení měřeného média bylo u jedné dvojice interdigitálních měničů £5 dosaženo prodloužení a u druhé dvojice interdigitálních měničů £5 dosaženo zkrácení vzájemné vzdálenosti interdigitálních měničů £5. To má za následek zvětšení výsledného kmitočtu např. oscilátoru £00 a zmenšení výsledného kmitočtu oscilátoru £0£. Šíření povrchové akustické vlny mezi interdigitálními měniči £5 je také ovlivňováno změnou teploty měřeného média. Tato změna teploty však u obou dvojic interdigitálních měničů působí ve stejném smyslu. Jestliže označíme f základní kmitočet oscilátorů £00 a £0£ bez přivedeného měřeného média pod membránu 3 a Afp změnu kmitočtu vlivem působení tlaku, Af^ změnu kmitočtu vlivem působení teploty, pak na výstupu ze směšovače 20£ dostaneme 1 . výstup (f + Afp + Aft) - (f - Afp ♦ Δψ = 2Afp
2. výstup (f +Áfp + (f -ΔΓρ = 2f + 2Aft, tedy dvojnásobný signál úměrný tlaku a dvojnásobný signál úměrný teplotě, který Je ovšem přičten к dvojnásobnému základnímu signálu. Pokud bude kmitočet pomocného oscilátoru roven frekvenci 2f, dostaneme na výstupu směšovače 204 dvojnásobný signál úměrný teplotě. Podobným způsobem Je dvojnásobný signál ze snímačů zrychlení na výstupech aměšovačů 202 a 20}, protože snímače zrychlení jsou vůči sobě otočeny o 180°, takže platí stejný mechanismus jako v předchozím případě.
Stavebnicové uspořádání hlavních částí zdraženého snímače umožňuje sestavovat libovolné kombinace, a tak obdržet vždy vhodnou variantu zdraženého snímače pro danou aplikaci. Konstrukce hlavních částí zdraženého snímače z křemíku zjednodušuje podstatně konstrukci snímače a jeho tepelné kompenzace. Vyvedením signálů úměrných většímu počtu fyzikálních veličin z jednoho měřeného místa zjednodušuje vlastní diagnostiku zdraženého snímače. Zdražený snímač je vhodné použít všude tam, kde je nezbytné sledovat z jednoho měřicího místa více fyzikálních veličin a provádět vlastní diagnostiku snímače za účelem jistoty věrohodnosti výstupních signálů.