RU1789894C

RU1789894C - Способ изготовлени пьезоэлектрического датчика давлени

Info

Publication number: RU1789894C
Application number: SU914912139A
Authority: RU
Inventors: Виктор Николаевич Марин; Николай Николаевич Мордовин; Валентин Николаевич Кузин; Наталья Николаевна Катана
Original assignee: Научно-исследовательский институт физических измерений
Priority date: 1991-02-19
Filing date: 1991-02-19
Publication date: 1993-01-23

Abstract

Использование: изобретение относитс к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в производстве пьезоэлектрических датчиков, предназначенных дл измерени быстропеременных давлений. Цель изобретени - повышение технологичности . Сущность изобретени : способ осуще- ствл етс следующим образом. На основание 1 устанавливаетс прокладка 2, на которую затем поочередно устанавливаютс металлические диски 3 и пьезоэлектрические диски 4. На собранный пакет уста- навливаетс виброгруз, к которому прикладываетс усилие, равное по величине усилию защемлени пакета в собранном изделии . При действии указанного усили металлические диски 3 и токосъемники 5 в местах креплени (в местах контактировани ) сваривают друг с другом. Далее внутреннюю высоту корпуса подгон ют к высоте набранного пакета с учетом величины нат га мембраны, затем корпус поджимают к основанию 1 за счет специального приспособлени и выполн ют сварочный шов. Способ изготовлени гарантирует надежный электрический контакт в местах креплени металлических электродов 3 с токосъемниками 5, за счет чего существенно повышаетс надежность в работе пьезоэлектрических датчиков быстропеременного давлени , особенно в услови х воздействи различного рода механических факторов, 1 с.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано при производстве пьезоэлектрических датчиков, предназначенных дл измерени быстропеременных, ударных и акустических давлений, а также дл измерени параметров вибраций.

Известен способ изготовлени пьезоэлектрического датчика давлени , заключающийс в сборке пакета из чередующегос набора пьезоэлектрических и металлических пластин. Металлические пластины - электроды в набранном пакете поворачива- юттаким образом, чтобы выступы с пластин, имеющих одинаковую пол рность, были повернуты в одну сторону, а выступы с пластин другой пол рности были повернуты в противоположную сторону. Далее к торцам одно- именных выступов креп т по одному проводнику боковому и на этом процесс сборки заканчиваетс .

Недостатком данного способа вл етс смещение при сборке пьезоэлектрических и металлических пластин относительно центральной оси датчика, что отражаетс как на чувствительности измерени , так и на надежности работы изготавливаемых приборов .

Известен способ изготовлени пьезоэлектрического элемента, заключающийс в

VJ 00 Ю 00 Ю N

том, что собирают пакет из чередующихс пьез одйскови металлических дисков. Пред- варительно-на обе стороны каждого пьезо- диска нанос т электроды, а при укладке в пакет металлические диски поджимают к данным электродам. Учитыва то, что каждый из металлических дисков имеет по два выступа, при укладке в пакет смежные ме- таллическйедиски располагают таким образом , чтобы .выступы каждого следующего диска были подвернуты по отношению к выступам предыдущего на 90°. Далее выступающие участки изгибают под пр мым углом так, чтобы выступы одного р да соприкасались друг с другом и в местах соприкосновени выступы сваривают и соедин ют за счет дополнительных проводников (токосъемников ) с измерительной схемой. Данный способ исключает случайные радиальные смещени пьезодисков, в результате которых могли бы происходить короткие замыкани между смежными металлическими дисками.

Недостатком способа вл етс то, что он не обеспечивает высокой надежности работы изготавливаемых приборов. Это обусловлено тем, что по данному способу после сварки токосъемников с выступами метал- личёе ких дисков и последующем закреплений пьезоэлектрического элемента в корпусе, в местах сварки могут возникать значительные механические напр жени , вызванные поджимом чувствительного элемента при сборке. Усилие при ст гивании корпуса с основанием; при котором осуществл етс поджим чувствительного элемента , будет одновременно передаватьс как на пакет из пьезоэлектрических и металлических дисков, Так и на сварные соединени токосъемников с выступами металлических дисков, что приведет к их деформации, нарушению механического контакта и последующему обрыву схемы, особенно при воздействии значительных механических воздействий (вибрации, ударов и т.д.). ,

Изобретение направлено на повышение технологичности за счет увеличени надежности изготавливаемых приборов.

Согласно изобретению в способе изготовлени пьезоэлектрического датчика давлени , заключающемс в сборке чувствительного элемента путем поочередной укладки пьезоэлектрических и металлических дисков в пакет, ориентировании металлических диско в в пакете, сварке металлических дисков с жестко закрепленными в основании Токосъемниками, защемлении чувствительного элемента между мембраной и основанием и последующем закреплении корпуса датчика с основанием , перед сваркой металлических дисков с токосъемниками, производ т поджа- тие чувствительного элемента к основанию с усилием, равным усилию защемлени чувствительного элемента между мембраной и основанием, а после окончани сварки нагрузку с чувствительного элемента снимают .

Поджатие пьезоэлектрического элемента позвол ет исключить механические напр жени в местах сварки и тем самым предотвратить про вление возможных при эксплуатации датчика дефектов.

Усилие поджати при сварке не должно

5 быть меньше усили защемлени чувствительного элемента между мембраной и основанием датчика при сборке, иначе напр женное состо ние в местах сварки при сборке до конца не исключаетс , а зна0 чит,остаетс возможность про влени рассматриваемых дефектов, хот и в значительно меньшей мере, чем в прототипе . Если же усилие поджати пьезопакета при сварке будет наоборот больше усили

5 защемлени чувствительного элемента при сборке, то может произойти нарушение целостности пьезочувствительного элемента (в виде разрушени отдельных пьезопла- стин) непосредственно на данной техноло0 гической операции. Следовательно, оптимальной нагрузкой будет вл тьс нагрузка , равна усилию защемлени чувствительного элемента при сборке.

На фиг.1-3 изображены основание 1,

5 прокладки 2, металлические диски 3, пьезоэлектрические диски 4, жесткие токосъемники 5, виброгруз 6, места 7 креплени металлических дисков Зс токосъемниками 5, корпус 8, мембрана 9, сварной шов 10

0 корпуса 8 с основанием 1.

Сборка чувствительного элемента приведена на фиг.1 и осуществл етс следующим образом. На основание 1 устанавливаетс прокладка 2, на которую

5 поочередно устанавливаютс металлические диски 3 и пьезоэлектрические диски 4, Указанные диски собираютс в пакет и ориентируютс в нем с помощью специальных направл ющих, которыми вл ютс жест0 кие токосьемники 5, герметично закрепленные в основании 1. Далее на собранный пакет дисков устанавливаетс виброгруз 6 (см. фиг.2), к которому прикладываетс усилие Рнагр., равное по величине усилию за5 щемлени чувствительного элемента в собранном изделии. Данным усилием набранный пакет поджимаетс к основанию 1 и в поджатом состо нии пакета металлические диски 3 с токосъемниками 5 в местах креплени 7 сваривают друге другом. Оконнательна сборка готового издели представлена на фиг.З. Перед установкой корпуса 8 на основание 1, внутреннюю высоту корпуса 8 подгон ют под размер высоты набранного пакета с виброгрузом 6, с учетом величины нат га мембраны 9 (т.е. высота пакета должна быть больше внутренней высоты корпуса 8 на величину необходимого нат га мембраны 9). Последней сборочной операцией вл етс выполнение заключительного сварного шва 10, обеспечивающего герметичное соединение корпуса 8 с основанием 1. Данна операци обеспечиваетс поджимом корпуса 8 к основанию 1 за счет специального приспособ0

лени . После окончани сварки шва 10 и сн ти усили с корпуса 8, металлические диски 3 и пьезоэлектрические диски 4 оказываютс плотно поджатыми друг к другу и к основанию 1, однако в местах сварки токосъемников 5 с металлическими дисками 3 деформационные напр жени в этом случае будут отсутствовать, что в свою очередь будет гарантировать надежный электрический контакт в местах креплени 7.

. Изобретение позвол ет повысить механическую надежность, увеличить ресурс работы , расширить эксплуатационные возможности за счет использовани прибора в услови х механических воздействий.

Claims

Формула изобретени

Способ изготовлени пьезоэлектрического датчика давлени , заключающийс в сборке чувствительного элемента путем поочередной укладки пьезоэлектрических и металлических дисков в пакет, ориентировании металлических дисков в пакете, сварке металлических дисков с жестко закрепленными в основании токосъемниками , защемлении чувствительного элемента между мембраной и основанием и последующем закреплении корпуса датчика с основанием , отличающийс тем, что, с цёль ю повышени технологичности за счет увеличени надежности изготавливаемых Приборов, перед сваркой металлических дисков с токосъемниками, производ т поджа- тие чувствительного элемента к основанию с усилием, равным усилию защемлени чувствительного элемента между мембраной и основанием, а после окончани сварки нагрузку с чувствительного элемента снимают .

фиг.)

Редактор Т.Иванова

Составитель А.Кулакова Техред М.Моргентал

ва

iilHKiii s

. 3

/0

Корректор И.Шмакова