DE694803C

DE694803C - Piezoelectric pressure circuit recorder

Info

Publication number: DE694803C
Application number: DE1935Z0022878
Authority: DE
Original assignee: Zeiss Ikon AG
Current assignee: Zeiss Ikon AG
Priority date: 1935-11-22
Filing date: 1935-11-22
Publication date: 1940-08-08

Description

Piezoelektrischer Druckkreislaufschreiber Um Druckkräfte, beispielsweise die Gasdrucke in Verbrennungskraft- o. dgl. Maschinen, zu messen, werden in bekannter Weise an geeigneter Stelle der Maschine elektrische Meßeinrichtungen eingebaut, die die Druckkräfte beispielsweisle in elektrischen Ladungen, Widerstandsänderungen oder Änderungen anderer gelektrischen GröBen umsetzen.Piezoelectric pressure circuit recorder To pressure forces, for example To measure the gas pressures in internal combustion or similar machines are known in the art Electrical measuring devices installed at a suitable point on the machine, the compressive forces, for example in electrical charges, changes in resistance or implement changes to other electrical parameters.

Nun hat es sich abler herausgestellt, daß nicht allein die zu messenden Drucke auf das Meßgerät einwirken, sondern auch Erschütterungen bzw. Beschleunigungen der zu untersuchenden Maschine die Druckmeßvorrichtung beeinflussenund eine falsche Anzeige des Druckverlaufes verursachten. But now it has turned out that not only those to be measured Pressures act on the measuring device, but also vibrations or accelerations of the machine to be examined influence the pressure measuring device and an incorrect one Display of the pressure curve.

Eine bekannte elektrische Druckmeßvorrichtung beseitigt diesen Nachteil, indem zwei vom Druck beeinflußte, frei schwingende Membranen auf entgegengesetzten Seiten. einer induktiven Kopplung angeordnet sind. Es heben sich daher diejenigen Änderungen der Induktivität der beiden Spulen, die von den durch Erschütterungen bzw. Beschleunigungen verursachten Lageveränderungen der Membranen hervorgerufen werden, auf. Die bei der bekannten ,elektrischen- Druckmeßvorrichtung-getroffenen Maßnahmen sind aber bei einer piezoelektriscben Druckmeßvorrichtung nicht anwendbar. A known electrical pressure measuring device eliminates this disadvantage, by two pressure-influenced, freely oscillating membranes on opposite sides Pages. an inductive coupling are arranged. Hence those are distinguished Changes in the inductance of the two coils caused by the shock or accelerations caused changes in the position of the membranes be on. The ones in the known, electrical pressure measuring device However, measures are not applicable to a piezoelectric pressure measuring device.

Die Erfindung besteht nun darin, daß bei einem piezoelektrischen Druckkreislaufschreü ber dem Meßelement ein weiteres druckempfindliches Element mechanisch oder ,elektrisch gegengescbaltet ist, so daß unter Erzielung einer elektrischen Kompensation in beiden Fällen Erschütterungen oder BSeschleunigungen die Druckanzeige nicht störend beeinflussen. The invention consists in that in a piezoelectric Druckkreislaufschreü over the measuring element another pressure-sensitive element mechanically or electrically Gegengescbaltet is so that while achieving an electrical In both cases, the pressure display compensates for vibrations or accelerations do not interfere.

Insbesondere werden erfindungsgentäß das Druckelement und das Ausgleichselement zu beiden Seiten eines an den Erschütterungen teilnehmenden Widerlagers angeordnet, so daß bei einer Beschleunigung des Widerlagers das eine Druckelement entlastet und das andere belastet wird. In particular, the pressure element and the compensation element are according to the invention arranged on both sides of an abutment participating in the tremors, so that one pressure element is relieved when the abutment accelerates and the other is burdened.

An Hand der Abb. I, 2 und 3 sollen verschiedene Bauarten der ,erfindungsgemäßen piezoelektrischen Druckmeßvorrichtung beschrieben werden: Nach Abb. I befindet sich in einem geeignet geformten Gehäuse I zwei Kammern 2 und 3, die durch eine starre Wand 4 voneinander getrennt sind. In der Kammer 2 liegt ein piezoelektrisches Druckelement 5, auf welches der zu messende Gasdruck einwirkt. In der anderen Kammer 3 befindet sich ein weiteres gleichartiggepoltes Druckelement 6, das jedoch der Einwirkung des Gasdruckes nicht ausgesetzt wird. On the basis of Fig. I, 2 and 3, different types of, according to the invention Piezoelectric pressure measuring device are described: According to Fig. I is located in a suitably shaped housing I have two chambers 2 and 3, which are connected by a rigid Wall 4 are separated from each other. A piezoelectric pressure element is located in the chamber 2 5, on which the gas pressure to be measured acts. In the other chamber 3 is located Another similarly polarized pressure element 6, which, however, is subject to the action is not exposed to gas pressure.

Werden jetzt während einer Druckmessung Erschütterungskräfte 1( auf das Gehäuse 1 übertragen, die der zu messenden Druckkraft P gleichgerichtet sind, so wird das Druckelement 5 infolge der Massenträgheit der auf den (Juarzkörpern liegenden Membran, die vorzugsweise mit einer zusätzlichen Masse 7- versehen wird, entlastet, so daß der Gasdruck um den Betrag der Erschitterungskraft( zu niedrig gemessen wird. Um diesen Betrag zu kompensieren, ist das Druckelement 6 vorgesehen. Dieses wird nämlich durch den Erschütterungsstoß K infolge der Trägheit der auf ihn liegenden Membran, die auch vorzugsweise mit einer Masse8 versehen ist, zusätzlich belastet Da die beiden Druckekmente 5 und 6 parallel geschaltet sind, heben sich die unter dem Einfluß der Erschütterungskraft entstehenden Ladungen gegeneinander auf, so daß nur die Wirkung des GasdruckesP bestehenbleibt. If vibration forces 1 (on transmit the housing 1, which are rectified to the pressure force P to be measured, so the pressure element 5 is due to the inertia the on the (Juarz bodies lying membrane, preferably with an additional mass 7- is provided, relieved, so that the gas pressure by the amount of the shock force ( is measured too low. To compensate for this amount is the pressure element 6 provided. This is namely caused by the shock K due to the inertia the membrane lying on it, which is also preferably provided with a mass8, additionally loaded Since the two pressure segments 5 and 6 are connected in parallel, the charges arising under the influence of the shock force lift against each other so that only the effect of the gas pressure P remains.

Wirkt die Erschütterungskraft 1( in entgegengesetzter Richtung wie der zu messende DruckP, so wird das D'ruckelement 5 infolge seiner Trägheit belastet, in gleicher Größe aber das Druckelemlent 6 entlastet, so daß wiederum ein Ausgleich in der Wirkung der Erschütterungskraft eintritt. Does the shock force 1 (in the opposite direction as the pressure P to be measured, the pressure element 5 is loaded due to its inertia, in the same size, however, the pressure element 6 is relieved, so that in turn a compensation occurs in the effect of the shock force.

In Abb. 2 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die zu messende Druckkraft P auf das Druckelement 5 sowie auf das Ausgleichselement 6 gleichzeitig wirken kann. In Fig. 2 an embodiment is shown in which the to be measured Pressure force P on the pressure element 5 and on the compensating element 6 at the same time can work.

Das Druckelement 5 und das Ausgleichselement 6 werden also von dem zu messenden Druck P gleichzeitig und gleichsinnig, von den störenden Erschütterungen gleichzeitig, aber gegensinnig beeinflußt. Auch bei dieser Anordnung heben sich daher die durch die Erschütterungskräfte entstehenden Ladungen gegenseitig auf, so daß nur der zu messende Gasdruck zur Wirkung kommt. Die Anordnung nach Abb. 2 hat gegenüber der Aínordnung I den Vorteil, daß die beiden Elemente 5 und 6 vollständig gleichartigen Betriebsbedingungen, z. B. Erwännung, Luftdämpfung usw., unterworfen sind, so daß der Ausgleich der Erschütterungskräfte noch besser als nach der Bauart nach Abb. 1 erfolgt.The pressure element 5 and the compensating element 6 are so of the pressure P to be measured simultaneously and in the same direction, from the disruptive vibrations at the same time, but influenced in opposite directions. Also with this arrangement stand out therefore the charges created by the shock forces on each other, so that only the gas pressure to be measured comes into effect. The arrangement according to Fig. 2 has the advantage over the Aínordnung I that the two elements 5 and 6 completely similar operating conditions, e.g. B. Erwännung, air damping, etc., subject are, so that the compensation of the shock forces even better than according to the design according to Fig. 1.

In Abb. 3 ist eine Anordnung dargestellt, bei der im Gegensatz zu Abb. I die mechanischen Erschütterungskräfte auf die Druckelemente 5 und 6 im gleichen Sinne einwirken. In Fig. 3 an arrangement is shown in which, in contrast to Fig. I the mechanical shock forces on the pressure elements 5 and 6 in the same Affect the senses.

Der Ausgleich, der durch die Erschütterungen hervorgerufenen Aufladungen wird bei dieser Anordnung dadurch erreicht, daß die Kristalle des Druckelementes 6 eine entgegengesetzte Polung wie die Kristalle des Elementes 5 aufweisen, so daß sich die durch die Erschütterungen entstehenden Ladungen ausgleichen.The compensation of the charges caused by the vibrations is achieved in this arrangement that the crystals of the pressure element 6 have opposite polarity as the crystals of element 5, so that the charges created by the vibrations are balanced out.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Piezoelectric pressure circuit recorder, thereby characterized in that the measuring element is a further pressure-sensitive element mechanically or is electrically connected in opposition, so that an electrical compensation is achieved in both cases, vibrations or accelerations do not interfere with the pressure display influence.

2. Piezoelectric pressure circuit recorder according to claim 1, characterized characterized in that the pressure element and compensating element are leashed on both sides the shocks participating abutment (4) are arranged so that at a Acceleration of the abutment relieves one pressure element and loads the other will.

3. Piezoelectric pressure circuit writer according to claim 1 and 2, characterized in that the pressure element and compensating element are arranged in this way are that they are affected by the measurement pressure simultaneously and in the same direction, from disruptive vibrations be influenced at the same time, but in opposite directions.

4. Piezoelectric pressure circuit recorder according to claim I and 2, characterized in that the measuring element and compensating element are arranged in this way are that they are affected by the vibrations at the same time and in the same direction and that the resulting electrical forces cancel each other out.