Claims (2)
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.An expensive sensor, characterized in that an aperture washer (2) with an aperture is provided on the apertured metal base (1), and a diaphragm (3) which is provided with interdigital surface acoustic transducers (15) is located on the washer (2). and an octagonal washer (4) with an aperture on which the two acceleration sensors (8 and 9) are rotated relative to each other by 180 ° and provided with a seismic mass (12) and interdigital surface converters (14) bears against the membrane (3) acoustic waves, wherein the acceleration sensors (8 and 9) are supported by an octagonal washer (5) with an aperture which is shorter at the contact exit points from the interdigital surface transducers (14) than the acceleration sensors (8 and 9); (5) A longitudinally divided octagonal washer (6) with an opening bears 8 through the hole, in which two acceleration sensors (10 and 11) are rotated relative to each other in the cutting plane. 180 ° and provided with a seismic mass (12) and interdigital surface acoustic wave transducers (13), wherein at the points where the contacts are discharged from the interdigital surface acoustic wave transducers (13), the longitudinally divided octagonal pad (6) is shorter than the octagonal pad (5); an octagonal lid (7) is mounted on the longitudinally divided octagonal washer (6) on which the evaluation electronics (16) are located, the space under the octagonal lid (7) being vacuumed or connected to the ambient atmosphere.
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).An expensive sensor according to claim 1, characterized in that the washer (2), the diaphragm (3), the octagonal washer (4, 5, 6), the acceleration sensor (8, 9, 10, 11) and the octagonal lid (7) They are made of silicon and the metal base (1) is provided with a fluid supply (17) and a cover (18) on which the output connector (20) is located.
3 výkresy3 drawings
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.CS 270 860 B1 necessary contact surface. The washer 6 is fitted with the same octagonal lid 7 on which the evaluation electronics 60 are located. The space under the lid 7 is vacuumed or connected to the surrounding atmosphere. The metal support 2 is supported by a cover 60 on which the connector 20 is located. Evaluation electronics circuit £ 6 It consists of oscillators £ 00 and £ 0 £, £ 02 and £ 03, £ 04 and £ 05. The pair of oscillators £ 00 and £ 0 have interdigital converters £ for in the oscillation circuit. Their output is connected to the mixer 20 £. At the output of the mixer 20, a signal is proportional to the pressure of the medium to be measured at a frequency of at least one kilohertz. At the second output of the mixer 20, the signal is proportional to the temperature of the medium to be measured. The pair of oscillators £ 02 and £ 03 has interdigital converters £ 3 in the oscillating circuit. Output from the pair of oscillators £ 02 and £ 03 Connects to a mixer 202 which outputs a proportional acceleration signal in a direction perpendicular to the axis passing through the associated sensor at least kilohertz units. The output of the auxiliary oscillator 60 is coupled to the mixer input 204, the second input of which receives a signal proportional to the temperature of the medium to be measured from the second mixer output 20. At the output of the mixer 204 there is a signal proportional to the temperature of the medium to be measured at a frequency of at least one kilohertz. The pair of oscillators £ 04 and £ 0 have interdigital surface acoustic wave transducers 64 connected to the oscillator circuit, and their output is connected to mixer 203. At the output of mixer 20J, the signal is proportional to acceleration in the direction parallel to the axis of the sensor at least kilohertz . The mixers 20, 202, 203, 204 and the oscillator 60 together with the shielding and damping elements are also located in the evaluation electronics 60.
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 At the inlet of the measured medium through the inlet 37 below the membrane 3, it is deflected from the basic position. The deflection of the diaphragm 3 will affect the propagation of the surface acoustic wave between the interdigital transducers £ 5. they are positioned so that when the diaphragm 3 is deflected under the action of the measured medium, one pair of interdigital transducers 65 achieves an elongation and the other pair of interdigital transducers 65 achieves a shortening of the mutual distance of the interdigital transducers 65. This results in an increase in the resulting frequency of e.g. the oscillator £ 00 and a decrease in the resulting frequency of the oscillator £ 0. The propagation of the surface acoustic wave between the interdigital transducers 65 is also influenced by the temperature change of the measured medium. However, this temperature change works in the same sense for both pairs of interdigital converters. If f denotes the fundamental frequency of the oscillators £ 00 and £ 0 £ without the measured medium under the diaphragm 3 and Af p the frequency change due to the pressure, Af změnu the frequency change due to the temperature, then at the output of the mixer 20 £ we get 1. output (f + A p + Af t ) - (f - A p ♦ Δψ = 2Af p
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.2. output (f + ff p + (f -ΔΓ ρ = 2f + 2Af t) , ie double signal proportional to pressure and double signal proportional to temperature, which is, however, added to double the basic signal. Similarly, there is a double signal from the acceleration sensors at the outputs of the mixers 202 and 20 ' since the acceleration sensors are rotated relative to each other by 180 DEG, so the same mechanism as in the previous case applies.
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.The modular arrangement of the main parts of the expensive sensor allows to assemble any combinations and thus always obtain a suitable variant of the expensive sensor for a given application. The design of the main parts of the expensive silicon sensor simplifies the sensor design and its thermal compensation considerably. By bringing signals proportional to a larger number of physical quantities from one measuring point, it simplifies the actual diagnostics of the expensive sensor. It is advisable to use an expensive sensor wherever it is necessary to monitor several physical quantities from one measuring point and to perform self-diagnostics of the sensor to ensure the reliability of the output signals.