DE1773551B2

DE1773551B2 - PIEZOELECTRIC MULTI-COMPONENT PRESSURE SENSOR

Info

Publication number: DE1773551B2
Application number: DE19681773551
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. ZoIIikerberg; Sonderegger Hans Conrad Dipl.-Ing. Neftenbach; Spescha Gelli Dr.sc. techn. Winterthur; Fischer (Schweiz)
Original assignee: Kistler Instrumente AG
Current assignee: Kistler Instrumente AG
Priority date: 1967-09-05
Filing date: 1968-06-01
Publication date: 1972-07-06
Also published as: AT291629B; CH472668A; GB1225799A; DE1773551A1; US3566163A

Description

spannung in ein hermetisch abgeschlossenes, rohr- Bei bekannten piezoelektrischen Druckgebern förmiges Gehäuse zwischen zwei Kraftllbertra- (deutsche Auslegeschrift 1 235 032) ist die Piezomeßgungsscheiben eingespannt ist, deren Ränder mit- io zelle in eine unter Längsspannung stehende Vortels quer- und längselastischer Kragenpartien mit spannhülse eingebaut. Für derartige Anordnungen ist den Enden des rohrförmigen Gehäuses verbunden es typisch, daß sie nur in Axialrichtung der Vorspannsind, dadurch gekennzeichnet, daß ein hülse empfindlich sind. Sollen die in mehrere Rich-Satz der die Piezomeßzelle (3) bildenden piezo- tungen fallenden Komponenten von Kräften oder Beelektrischen Scheiben (23, 24) mit einer zu den 15 schleunigungen gemessen werden, müssen mehrere Kraftübertragungsscheiben (4, 5) senkrechten solcher Druckgeber eingesetzt werden. Hierfür ist Empfindlichkeitsachse und mindestens ein weite- aber häufig kein Platz vorhanden. Das gleiche gilt rer Satz piezoelektrischer Scheiben (21, 22 und auch für die bekannten piezoelektrischen Druckgeber, 25, 26) mit einer zu den Kraftübertragungsschei- die zur Messung von Beschleunigungen dienen und ben (4, 5) parallel verlaufenden F.mpfindlichkeits- 20 bei denen ebenfalls die Piezomeßzelle zusammen mit achse (30 bzw. 31) vorgesehen sind. einer seismischen Masse in eine Vorspannhülse ein-tension in a hermetically sealed, tubular housing between two Kraftllbertra- (German Auslegeschrift 1 235 032) is clamped the Piezomessgungsplatten, whose edges with io cell in a longitudinally tensioned Vortels transversely and longitudinally elastic collar parts with a clamping sleeve built-in. It is typical of such arrangements connected to the ends of the tubular housing that they are only in the axial direction of the preload, characterized in that a sleeve is sensitive. If the components of forces or electrical disks (23, 24) falling in several Rich sets of the piezoelectric measuring cells (3) are to be measured with one of the 15 accelerations, several force transmission disks (4, 5) of such vertical pressure transducers must be used will. There is a sensitivity axis and at least one wide but often no space for this. The same applies to the set of piezoelectric disks (21, 22 and also for the known piezoelectric pressure transducers, 25, 26) with a sensitivity 20 that run parallel to the force transmission disks which are used to measure accelerations and (4, 5) which also have the piezo measuring cell together with the axis (30 or 31). a seismic mass in a prestressing sleeve

2. Piezoelektrischer Mehrkomponenten-Druck- gebaut ist (deutsche Auslegeschrift 1 252 438).
geber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, Es ist ferner bekannt, in verschiedenen Richtungen daß die Kraftübertragungsscheiben (4, 5) über die an einem Objekt angreifende Kräfte mit Hilfe von Enden des rohrförmigen Gehäuses (1) überstehen. 25 Dehnmeßstreifen zu messen. Die Messung in mehrere2. Piezoelectric multi-component pressure is built (German Auslegeschrift 1 252 438).
Encoder according to Claim 1, characterized in that it is also known in various directions that the force transmission disks (4, 5) project beyond the forces acting on an object with the aid of ends of the tubular housing (1). 25 strain gauges to measure. The measurement in several

3. Piezoelektrischer Mehrkomponenten-Druck- Richtungen fallender Komponenten von Kräften mit geber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- Hilfe von Dehnmeßstreifen hat jedoch zur Vorauszeichnet, daß die KraftUbertragungsscheiben (4, Setzung, spezielle Meßkörper zu bauen, die eine ge-5) und die Piezomeßzelle (3) je eine zentrale Boh- trennte Messung der einzelnen Kraftkomponenten errung aufweisen, die Kraftübertragungsscheiben (4, 30 möglichen. Solche Meßkörper, die zur einwandfreien 5) am Rand der zentralen Bohrung mit je einer Trennung der Kraftkomponenten in die verschiedcelastischen Kragenpartie (9) versehen und diese nen Wirkungsrichtungen weisende Dehnarme aufwei-Kragenpartien mit den Enden eines elastischen sen müssen, sind mechanisch sehr kompliziert und Rohres (8) unter mechanischer Vorspannung ver- haben den weiteren Nachteil, daß sie in den verschiebunden sind. 35 denen Richtungen eine unterschiedliche und zudem3. Piezoelectric multi-component pressure- directions of falling components of forces with Encoder according to claim 1 or 2, characterized by the aid of strain gauges, however, has to be used in advance, that the power transmission disks (4, settlement, build special measuring bodies that have a ge-5) and the piezo measuring cell (3) each achieved a central drilling-separated measurement of the individual force components have, the power transmission disks (4, 30 possible. Such measuring body, which for proper 5) at the edge of the central bore with a separation of the force components into the different elastic ones Collar section (9) provided and these NEN directions of action pointing stretch arms aufwei-collar sections with the ends of an elastic sen are mechanically very complicated and Tube (8) under mechanical pretension have the further disadvantage that they are displaced in the are. 35 which directions a different and besides

4. Piezoelektrischer Mehrkomponenten-Druck- niedrige Steifigkeit aufweisen. Insbesondere die gegeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ringe Steifigkeit der Meßkörper hat bei manchen Andadurch gekennzeichnet, daß angrenzend an die Wendungen erhebliche Nachteile, weil hierdurch die Kraftübertragungsscheiben (4,5) je ein Satz piezo- Eigenfrequenz der Meßanordnung sehr niedrig wird, elektrischer Scheiben (21, 22 und 25, 26) mit zu 40 Aus diesen Gründen ist die Dehnmeßstreifentechnik den Kraftübertragungsscheiben (4, 5) parallelver- in vielen Fällen nicht oder nur mit geringem Erfolg laufenden Empfindlichkeitsachsen (30 bzw. 31) anwendbar.4. Piezoelectric multi-component pressure - have low stiffness. In particular, the encoder according to one of the preceding claims, the low rigidity of the measuring body has in some cases, that adjacent to the turns, considerable disadvantages, because as a result the power transmission disks (4, 5) each have a set of piezo natural frequencies of the measuring arrangement, electric disks (21, 22 and 25, 26) with up to 40 For these reasons, the strain gauge technology can be used parallel to the power transmission disks (4, 5) - in many cases not or only with little success sensitivity axes (30 or 31).

und dazwischen ein Satz piezoelektrischer Schei- Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zu-and in between a set of piezoelectric discs. Accordingly, the object of the invention is to-

ben (23, 24) mit einer zu den Kraftübertragungs- gründe, einen piezoelektrischen Mehrkomponentenscheiben (4,5) senkrechten Empfindlichkeitsachse 45 Druckgeber zu schaffen, der auf einfache Weise und angeordnet ist und die Richtungen der Empfind- bei geringem Platzbedarf die Messung von in mehrere lichkeitsachsen der beiden an die Kraftübertra- Richtungen fallenden Kraftkomponenten erlaubt,
gungsscheiben (4, 5) angrenzenden Sätze piezo- Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurchben (23, 24) with one to the force transmission reasons, a piezoelectric multi-component disk (4,5) vertical sensitivity axis 45 to create pressure transducer, which is arranged in a simple manner and the directions of the sensitivity with small space requirements the measurement of in several axes of the two force components falling in the force transmission directions are allowed,
This object is achieved according to the invention

elektrischer Scheiben (21, 22 und 25, 26) in den gelöst, daß in dem Druckgeber ein Satz der die Piezo-Scheibenebenen um 90° gegeneinander versetzt 50 meßzelle bildenden piezoelektrischen Scheiben mit sind. eine:r zu den Kraftübertragungsscheiben senkrechtenelectrical disks (21, 22 and 25, 26) in the solved that in the pressure transducer a set of the piezoelectric disk planes offset by 90 ° from each other 50 measuring cell forming piezoelectric disks are with. a: r perpendicular to the power transmission disks

5. Piezoelektrischer Mehrkomponenten-Druck- Empfiridlichkeitsachse und mindestens ein weiterer geber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Sate piezoelektrischer Scheiben mit einer zu den dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Kraftübertragungsscheiben parallelverlaufenden Emp-Kraftübertragungsscheiben (112) als seismische 55 findlichkeitsachse vorgesehen sind.5. Piezoelectric multi-component pressure sensitivity axis and at least one further encoder according to one of the preceding claims, Sate piezoelectric disks with one to the characterized in that at least one of the power transmission disks parallel Emp power transmission disks (112) are provided as a seismic 55 sensitivity axis.

Masse ausgebildet ist. Bei dem erfindungsgemäßen piezoelektrischenMass is formed. In the piezoelectric according to the invention

6. Piezoelektrischer Mehrkomponenten-Druck- Mehrkomponenten-Druckgeber weist also die Piezogeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, meßzelle Sätze von in verschiedenen Richtungen empdadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der findlichen piezoelektrischen Scheiben auf, welche auf KrafUibertragungsscheiben (111) als eine zur Be- 60 die in verschiedene Richtungen fallenden Druckfestigung des Druckgebers dienende Grundplatte und/oder Beschleunigungskomponenten ansprechen, ausgebildet ist. Da& Problem der Kraftübertragung auf die Piezomeß-6. Piezoelectric multicomponent pressure multicomponent pressure transducer thus has the piezo transducer according to one of the preceding claims, measuring cell sets of sensors in different directions, characterized in that at least one of the sensitive piezoelectric disks, which on power transmission disks (111) as one for loading 60 address the pressure reinforcement of the pressure transducer serving the base plate and / or acceleration components falling in different directions, is formed. Since & problem of power transmission to the piezo measuring

zelle, die nicht wie bei den herkömmlichen Druckgebern nur in Achsrichtung des rohrförmigen Gehäu-cell, which is not only installed in the axial direction of the tubular housing, as is the case with conventional pressure transducers.

Die Erfindung bezieht sich auf einen piezoelektri- 65 ses zu erfolgen braucht, sondern auch quer dazu ersehen Mehrkomponenten-Druckgeber zur Messung folgen muß, wird mit Hilfe der Kraftübertragungsvon Druck und/oder Beschleunigung mit einer Piezo- scheiben gelöst, die mit den Enden des rohrförmigen meßzelle, die aus einer Anordnung auf einanderliegen- Gehäuses mittels Kragenpartien verbunden sind, dieThe invention relates to a piezoelectric 65 needs to be done, but also seen across it Multicomponent pressure transducer must be followed to measure, with the help of the power transmission of Pressure and / or acceleration is released with a piezo disc attached to the ends of the tubular measuring cell, which are connected from an arrangement on top of each other housing by means of collar parts, the

nicht nur in Ulngsrlchtung des Gehiiuses, sondern baut ist. Die Piezomeßaelle 3 ist zwischen KraftUberiuich c|iior dazu, elastisch sind, tragungsscheiben 4 und 5 ungeordnet, die beide mil-Be! üiner bevorzugten Aiisfllhrungsform der Erfin· tels quer- und Ilingselastischer Kragenpartien 6 mit dung stehen die Kraftllbertragungsscnoiben Über die dem Gehliuse 1 verbunden sind. Die Ausbildung der Enden des rohrförmigen GehHuscs Über. Auf diese 5 Kragenpartien 6 ist für die Funktion des erfindungs-Wcise ist gewährleistet, daß der Druckgeber mit die- gemäßen Mehrkomponenten-Druckgebers von erhebscn Kraflllbertragungsscheiben unmiitelbar zwischen licher Bedeutung, denn sie müssen die Kraftübcrtra-Bauteilcn eingespannt werden kann, um sowohl die gungsscheiben 4 und S sowohl senkrecht als auch von diesen Bauteilen auf die Kraftllbertragungsschei- parallel zu den KraftUbertragungsscheiben mit dem ben in Axialrichtung nls auch in Radialrichtung zum io Gehliuso 1 elastisch verbinden. Gleichzeitig müssen GehlUise ausgeübten Krlü'te zu messen. Zur Bcfcsti- die Kragenpartien 6 gewährleisten, daß die Kraftgung des Druckgebers kann es dann besonders vor- Ubertragungsscheiben 4 und 5 auf die Piezomeßteilhnft sein, wenn die Überlragungsscheiben und die zelle 3 eine konstante mechanische Vorspannung aus-Piezomeßzelle je eine zentrale Bohrung aufweisen, üben, damit durch eine Spaltfederwirkung bedingte die Krnftübertragungsscheiben am Rand der zentra- 15 Fehler vermieden werden. Die Kraftllbertragungslen Bohrung mit je einer elastischen Kragenpartie scheiben 4 und S sowie die Piezomeßzelle 3 weisen versehen und diese Kragenpartien mit den Enden eine zentrale Bohrung auf, durch die sich ein elastieines elastischen Rohres unter mechanischer Vor- sches Rohr 8 hindurch erstreckt, das an seinen Enden spannung verbunden sind. Ein solches zentrales Rohr mit elastischen Kragenpartien 9 verbunden ist, die an ermöglicht das Hindurchführen von Befestigungsbol- 20 den Rändern der zentralen Bohrungen der Kraftüber- :'.en u. dgl. durch den Druckgeber oder das Hefestigen tragungsscheiben 4 und 5 vorgesehen sind. Auch die des Druckgebers auf vStangen, Wellen 11. dgl., wo- Verbindungen zwischen dem elastischen Rohr 8 und durch dessen Einsatzmöglichkeiten bedeutend erhöhl den Kragenpartien 9 wird so hergestellt, daß das werden. elastische Rohr 8 unter einer konstanten Vorspan-Soll der erfindungsgemUße piezoelektrische Mehr- as nung steht, und zwar wird diese Vorspannung mit lcomponenten-Druckgeber zur Messung von Beschleu- Hilfe einer speziellen Schweißvorrichtung beim Einbau nigungen eingesetzt werden, so kann wenigstens eine der Piezomeßzelle 3 in das Gehäuse 1 erzeugt, wenn der Kraftübertragungsscheiben unmittelbar als seis- die Kragenpartien der Kraftübertragungsscheiben mit mische Masse ausgebildet sein. dem Gehäuse 1 und dem elastischen Rohr 8 ver-Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in 30 schweißt werden. Es wäre allerdings auch möglich, der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele die Kraftübertragungsscheiben mit dem Gehäuse 1 näher beschrieben und erläutert. Es zeigt und/oder dem elastischen Rohr statt durch einenot only in the direction of the brain, but is built. The piezo measuring chamber 3 is disordered between KraftUberiuich c | iior, elastic, bearing disks 4 and 5, both of which are mil-Be! In a preferred embodiment of the invention, cross-elastic and inner-elastic collar parts 6 with manure are the power transmission disks via which the joint 1 is connected. Forming the ends of the tubular GehHuscs over. On these 5 collar parts 6 it is guaranteed for the function of the invention that the pressure transducer with this multicomponent pressure transducer of considerable force transmission disks is of direct importance, because the force transmission components must be clamped around both the transmission disks 4 and S both vertically and elastically from these components to the power transmission disks parallel to the power transmission disks with the ben in the axial direction nls as well as in the radial direction to the io Gehliuso 1. At the same time, GehlUise must measure the forces exercised. In order to ensure that the collar parts 6 ensure that the force of the pressure transducer can be applied to the piezomeasurement part, especially when the transmission disks and the cell 3 have a constant mechanical preload from the piezoelectric measuring cell each have a central bore, thus the force transmission disks at the edge of the central defects caused by a split spring effect are avoided. The Kraftllbertragungslen bore with an elastic collar portion each disks 4 and S and the piezo measuring cell 3 are provided and these collar portions with the ends have a central bore through which an elastic tube extends under mechanical advance tube 8 through which at its ends voltage are connected. Such a central tube is connected to elastic collar parts 9, which enable fastening bolts to be passed through the edges of the central bores of the power transmission: '. En and the like. Also that of the pressure transducer on v-rods, shafts 11. The like, where connections between the elastic tube 8 and, due to its possible uses, significantly increase the collar parts 9 is made in such a way that it can be. elastic tube 8 is subject to a constant preload target of the piezoelectric increased voltage according to the invention, namely this preload is used with an oil-component pressure transducer to measure acceleration the housing 1 is generated when the power transmission disks are designed directly as seis- the collar parts of the power transmission disks with mixed mass. The invention will be welded in the following with reference to FIG. 30. However, it would also be possible to describe and explain the power transmission disks with the housing 1 in more detail in the exemplary embodiments shown in the drawing. It shows and / or the elastic tube instead of through one

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen piezoelek- Schweißung durch eine Bördelung zu verbinden,
frischen Mehrkomponenten-Druckgeber nach der Er- Zur Zentrierung der Piezomeßzelle 3 während der findung, 35 Montage wird in das Gehäuse 1 ein Zentrierring 7 ein-F i g, 2 einen Querschnitt durch den Druckgeber gesetzt, der einen Ausschnitt für die Elektroden 10 nach Fig. 1, der Piezomeßzelle 3 aufweist. Der Zentrierring7 be-F i g. 3 eine perspektivische Darstellung der Piezo- steht aus einem hochisolierenden Material und weist meßzelle des Druckgebers nach F i g. 1, an seiner inneren Mantelfläche eingestochene Nuten F i g. 4 einen Längsschnitt durch einen weiteren 40 auf, um ihm gegenüber der Piezomeßzelle 3 eine auspiezoelektrischen Mehrkomponenten-Druckgeber nach reichende Elastizität zu verleihen. Bei der Montage der Erfindung und wird weiterhin die obere Kraftfübertragungsscheibe 4 F i g. 5 und 6 Längsschnitte durch Meßanordnun- erst aufgesetzt, nachdem die Elektroden 10 der Piezogen unter Verwendung eines piezoelektrischen Mehr- meßzelle mit den Steckerstiften 11 der Steckerbuchkornponenten-Druckgebers nach F i g. 1. 45 sen 2 verbunden worden sind. Anschließend wird die Das Prinzip des erfindungsgemäßen piezoelektri- Kraftübertragungsscheibe 4 unter Vorspannung mit sehen Mehrkomponenten-Druckgebers soll zunächst dem Gehäuse 1 verbunden. Die Steckerstifte 11 sind an Hand des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Aus- in hochisolierende Durchführungen 12 eingesetzt, die führungsbeispieles erläutert werden, das zur Messung ihrerseits in den Steckerbuchsen 2 fest und dicht anvoii drei senkrecht aufeinanderstellenden Druckkom- 50 geordnet sind. Die Steckerbuchsen 2 gestatten das ponenten ausgebildet ist. Ähnliche Ausführungsfor- Einführen handelsüblicher Kabelstecker,
men des erfindungsgemäßen Druckgebers können zur Wie aus F i g. 3 ersichtlich, besteht die Piezomeß-Messung von zwei oder auch mehr als drei Druck- zelle des Druckgebers nach den F i g. 1 und 2 aus komponenten ausgebildet sein. Die in den F i g. 1 insgesamt sechs piezoelektrischen Scheiben 21 bis 26, und 2 dargestellte Ausführungsform der Erfindung 55 die drei aus je zwei Scheiben bestehende Sätze mit zeichnet sich insbesondere durch eine geringe Bau- verschieden gerichteten Empfindlichkeitsachsen bilhöhe aus und ist vor allem für Untersuchungen an den. Die Anwendung von Sätzen mit zwei piezoelek-Maschinenelementen geeignet. trischen Scheiben bietet die Möglichkeit, die je einem Wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich, weist der im Satz piezoelektrischer Scheiben zugeordnete Abführ-Ausführungsbeispiel dargestellte Druckgeber ein Ge- 60 elektrode 20 bzw. 27 bzw. 28 zwischen den beiden häuse 1 auf, das aus einer runden oder viereckigen zu einem Satz gehörenden Scheiben anzuordnen. Die Platte mit einer Durchgangsbohrung besteht. In eine piezoelektrischen Scheiben 21 und 22 sind in einer Seitenwand dieses Gehäuses 1 sind Steckerbuchsen 2 solchen Weise aus einem piezoelektrischen Kristall eingesetzt. Bei anderen Ausführungsformen der Er- herausgeschnitten, daß sie bei einer Schubbeansprufindung können solche Steckerbuchsen auch auf ver- 65 chung in der Scheibenebene an der einen Scheibenschiedene Seiten des Gehäuses verteilt sein. Innerhalb oberfläche positive und an der anderen Scheibendes Gehäuses ist eine Piezomeßzelle 3 angeordnet, oberfläche negative Ladungen abgeben. Auf den beidie aus mehreren piezoelektrischen Scheiben aufge- den Scheiben 21 und 22 wird die Empfindlichkeits-F i g. 1 a longitudinal section through a piezoelek weld to connect by a flange,
Fresh multicomponent pressure transducer after the He- To center the piezo measuring cell 3 during the finding, 35 assembly, a centering ring 7 single-F ig, 2 set a cross-section through the pressure transducer, which has a cutout for the electrodes 10 according to Fig. 1, the piezo measuring cell 3 has. The centering ring 7 be-F i g. 3 is a perspective view of the piezo is made of a highly insulating material and has the measuring cell of the pressure transducer according to FIG. 1, grooves F i g pierced on its inner lateral surface. 4 shows a longitudinal section through a further 40, in order to give it, compared to the piezoelectric measuring cell 3, a piezoelectric multi-component pressure transducer with sufficient elasticity. When assembling the invention and the upper power transmission disk 4 F i g. 5 and 6 are longitudinal sections through the measuring arrangement only placed after the electrodes 10 of the piezoelectric measuring cell with the plug pins 11 of the plug-in component pressure transducer according to FIG. 1. 45 sen 2 have been connected. The principle of the piezoelectric power transmission disk 4 according to the invention is then initially connected to the housing 1 under prestress with the multicomponent pressure transducer. The connector pins 11 are inserted into highly insulating bushings 12 based on the design shown in FIGS. The sockets 2 allow the component is formed. Similar execution for introducing commercially available cable plugs,
Men of the pressure transducer according to the invention can be used as shown in FIG. 3, the piezoelectric measurement consists of two or more than three pressure cells of the pressure transducer according to FIGS. 1 and 2 can be formed from components. The in the F i g. 1 a total of six piezoelectric disks 21 to 26, and 2 illustrated embodiment of the invention 55, the three sets consisting of two disks each with is characterized in particular by a low constructionally differently directed sensitivity axes bilhöhe and is primarily used for investigations on the. The use of sets with two piezoelek machine elements is suitable. tric disks offers the possibility of each As shown in FIGS. 1 and 2, the pressure transducer shown in the set of piezoelectric disks associated with the discharge embodiment has a ge 60 electrode 20 or 27 or 28 between the two housings 1, which consists of round or square disks belonging to a set. The plate is made with a through hole. In a piezoelectric disks 21 and 22 in a side wall of this housing 1, plug sockets 2 are inserted in such a manner made of a piezoelectric crystal. In other embodiments of the cut-out that they are exposed to a shear load, such plug-in sockets can also be distributed across the plane of the pane on one side of the housing. A piezo measuring cell 3 is arranged inside surface positive and on the other disk of the housing, which emit surface negative charges. On the two disks 21 and 22, which are made up of several piezoelectric disks, the sensitivity

achse 30, also die Achse der größten Schubempfind- gungsscheibe 112 zu vermeiden oder wenigstens zu lichkeit, markiert, und es werden die beiden Emp- reduzieren, wird diese Kraftübertragungsscheibe im findlichkeitsachsen bei der Montage zur Deckung ge- Bereich ihrer Mitte mit einer Membran 118 verbunbracht. Die Scheiben 23 und 24 des zweiten Satzes den, die ihrerseits längs ihres äußeren Randes zwiweisen den Standardschnitt auf, so daß bei einer zur 5 sehen einem Schraubring und der Schulter 1.19 eines Scheibenebene senkrechten Belastung auf der einen Gehäuses 117 eingeklemmt ist. Die die Grundplatte Oberfläche positive und auf der anderen Oberfläche bildende Kraftübertragungsscheibe 111 ist mit dem negative Ladungen entstehen. Die beiden Scheiben 25 Gehäuse 117 fest verschraubt. Im Gehäuse 117 sind und 26 des dritten Satzes sind mit dem gleichen auch die Steckerbuchsen 114 befestigt, die zum elek-Schnitt hergestellt wie die Scheiben 21 und 22 des io trischen Anschluß des Druckgebers an ein Meßgerät ersten Satzes, jedoch sind die Empfindlichkeitsachsen dienen. Die Anordnung der Membran 118 beein- 31 dieser beiden Scheiben gegenüber der Empfind- trächtigt die Beweglichkeit der die seismische Masse lichkeitsachse 30 der oberen beiden Scheiben 21 und bildenden Kraftübertragungsscheibe parallel zu deren 22 um 90° verdreht. Alle äußeren Flächen der Schei- Druckfläche, jedoch hat die reduzierte Beweglichkeit ben der drei Scheibensätze sind mit einer Sammel- 15 nur eine Verminderung der Empfindlichkeit des elektrode 29 verbunden, die ihrerseits über die Kraft- Druckgebers zur Folge, die leicht berücksichtigt werübertragungsscheiben 4 und 5 mit dem Gehäuse 1 in den kann. Wird dagegen zur Messung kleiner Querelektrisch leitender Verbindung steht. Die Elektro- beschleunigungen eine hohe Empfindlichkeit parallel den bestehen üblicherweise aus dünnen, vergoldeten zu den Kraftübertragungsscheiben verlangt, kann die Stahlblechen, die mittels Punktschweißung leicht mit- 20 Membran 118 auch ohne weiteres fortgelassen einander und mit den Steckerstiften 11 verbunden werden,
werden können. Obwohl der piezoelektrische Mehrkomponenten-Axis 30, that is to say the axis of the largest thrust sensitive disk 112 , is marked, and the two senses are reduced if this force transmission disk is connected to a membrane 118 in the sensitivity axes during assembly to cover the area of its center . The discs 23 and 24 of the second set, so that at a 5 to see a screw ring and the shoulder 19.1 of a disk plane perpendicular load is clamped on one housing 117 to turn along their outer edge zwiweisen to the standard interface. The power transmission disk 111 , which forms the base plate surface and forms positive on the other surface, is used to generate negative charges. The two disks 25 housing 117 are screwed tightly. In the housing 117 and 26 of the third set are also attached to the same sockets 114 , which are made for elec-cut like the discs 21 and 22 of the io-tric connection of the pressure transducer to a measuring device first set, but the sensitivity axes are used. The arrangement of the diaphragm 118 affect 31 of the two discs with respect to the sensitivity adversely mobility twisted lichkeitsachse the seismic mass 30 of the two upper disks 21 and forming force transfer disc parallel to its 22 by 90 °, the. All outer surfaces of the disk pressure surface, however, has the reduced mobility ben of the three disk sets are connected to a collective 15 only a reduction in the sensitivity of the electrode 29 , which in turn results from the force-pressure transducer, which easily takes into account transmission disks 4 and 5 with the housing 1 in the can. If, on the other hand, there is a small transverse electrically conductive connection for measurement. The electrical accelerations require a high level of sensitivity parallel to the usually thin, gold-plated to the power transmission disks, the steel sheets, which can easily be omitted by means of spot welding with one another and connected to the connector pins 11 ,
can be. Although the multi-component piezoelectric

An Stelle von zwei piezoelektrischen Scheiben kann Druckgeber nach den F i g. 1 und 2 im wesentlichenInstead of two piezoelectric disks, pressure transducers according to FIGS. 1 and 2 essentially

für jeden Satz der Piezomeßzelle 3 auch nur eine zur Messung von Drücken und der Mehrkomponen-for each set of the piezo measuring cell 3 only one for measuring pressures and the multi-component

piezoelektrische Scheibe verwendet werden, jedoch 25 ten-Druckgcber nach Fig. 4 speziell zur MessungPiezoelectric disc are used, but 25 th Druckgcber according to Fig. 4 specifically for measurement

muß dann an Stelle der zweiten piezoelektrischen von Beschleunigungen ausgebildet ist, kann auch dermust then be formed by accelerations in place of the second piezoelectric, can also be the

Scheibe eine Isolierscheibe oder Isolierfolie eingelegt Druckgeber nach den F i g. 1 und 2 ohne weiteresDisk an insulating disk or insulating film inserted pressure transducer according to the F i g. 1 and 2 without further ado

werden. Die Verwendung nur einer piezoelektrischen zur Messung von Beschleunigungen eingesetzt wer-will. The use of only one piezoelectric can be used to measure accelerations

Scheibe für jeden Satz der Piezomeßzelle ermöglicht den, so daß der Druckgeber nach den F i g. 1 und 2Disk for each set of the piezo measuring cell enables, so that the pressure transmitter according to the F i g. 1 and 2

eine Verminderung der Bauhöhe des Druckgebers, 30 als Standard-Mehrkomponenten-Druckgeber bezeich-a reduction in the overall height of the pressure transducer, 30 referred to as a standard multi-component pressure transducer

ist jedoch auch mit einer Reduktion des Ausgangs- net werden kann. Wie F i g. 5 zeigt, kann beispiels-is, however, can also be achieved with a reduction in the initial net. Like F i g. 5 shows, can be an example

signals jedes Satzes der Piezomeßzelle auf die Hälfte weise auf einen solchen Standard-Mehrkomponenten-signals of each set of the piezo measuring cell in half on such a standard multi-component

verbunden. Druckgeber 122 mittels einer Schraube 121 einetied together. Pressure transmitter 122 by means of a screw 121 a

F i g. 4 zeigt eine Ausführungsform eines piezo- Masse 123 aufgeschraubt werden, die bei Beschleuelektrischen Mehrkomponenten-Druckgebers, der zur 35 nigungen entsprechende Druckkräfte auf den Stan-Messung von Beschleunigungen ausgebildet ist. In dard-Mehrkomponenten-Druckgeber überträgt. Bei diesem Fall ist die Piezomeßzelle 110 zwischen zwei der Ausführungsform nach F i g. 6 ist dagegen ein Kraftübertragungsscheiben 111 und 112 eingespannt, Standard-Mehrkomponenten-Druckgeber 130 mittels von denen die eine Kraftübertragungsscheibe 112 als eines Zentrierstiftes 131 in ein Gehäuse 132 eingeseismische Masse ausgebildet ist, die mittels eines 40 baut, in dem sich auch eine seismische Masse 133 elastischen Rohres 113 mit der anderen Kraftübertra- befindet, die mittels eines Schraubdeckels 134 gegen gungsscheibe 111 verbunden ist, die ihrerseits als den Standard-Mehrkomponenten-Druckgeber 130 geeine zur Befestigung des Druckgebers dienende drückt wird. Ein zentraler Vorsprung 135 an der der Grundplatte ausgebildet ist. Zu diesem Zweck ist das Masse 133 zugewandten Seite des Schraubdeckels 134 elastische Rohr 113 an einem Ende mit einer Ring- 45 dient zur Zentrierung der Masse 133.
fläche 115 an der anderen Kraftübertragungsscheibe Die Anwendungsbeispiele nach den F i g. 5 und ί 111 unter mechanischer Vorspannung verschweißt. machen deutlich, daß die erfindungsgemäßen piezo- Zur Zentrierung der Piezomeßzelle 110 in dem ela- elektrischen Mehrkomponenten-Druckgeber auf vielstischen Rohr 113 dient wiederum ein segmentförmig fältige Weise einsetzbar sind und insbesondere aucl ausgeschnittener Ring 116. Um Nickschwingungen 50 die Messung komplizierter Beschleunigungsvorgängi der die seismische Masse bildenden Kraftübertra- ermöglichen. F i g. 4 shows an embodiment of a piezo mass 123 screwed on, which in the case of accelerating electric multicomponent pressure transducers, is designed for pressure forces corresponding to inclinations on the standard measurement of accelerations. In dard multi-component pressure transducer transmits. In this case, the piezo measuring cell 110 is between two of the embodiment according to FIG. 6, on the other hand, power transmission disks 111 and 112 are clamped in, standard multi-component pressure transducers 130, by means of which one power transmission disk 112 is designed as a centering pin 131 in a housing 132 a seismic mass, which is built by means of a 40 in which a seismic mass 133 is also located elastic tube 113 with the other power transmission, which is connected by means of a screw cap 134 against transmission disk 111 , which in turn is pressed as the standard multi-component pressure transducer 130 serving for fastening the pressure transducer. A central projection 135 on which the base plate is formed. For this purpose, the side of the screw cap 134 facing the mass 133 is an elastic tube 113 at one end with a ring 45 is used to center the mass 133.
surface 115 on the other power transmission pulley. The application examples according to FIGS. 5 and ί 111 welded under mechanical pretension. make it clear that the inventive piezoelectric For centering the piezoelectric measuring cell 110 in the electrical multi-component pressure transducer on a lot of stischen tube 113 is used again a segment-shaped folded way can be used and in particular also a cut out ring 116. To pitch vibrations 50 the measurement of complicated acceleration processes of the enable seismic mass-forming power transmission.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

the piezoelectric disks and, under mechanical prestress, in a hermetically sealed

1. Piezoelectric multi-component pressure-closed, tubular housing between two Encoder for measuring pressure and / or acceleration is clamped power transmission disks whose with a piezomeasuring cell, which consists of a different country by means of a crosswise and a left-right collar arrangement superposed piezoelectric ion with the ends of the tubular housing exists and are mechanically connected.