SU757885A1 - Манометрический элемент 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к устройствам измерительной техники и может быть использовано в преобразователях статических и динамических давлений жидких, сыпучих и газообразных 5 сред в электрический сигнал.

Известны преобразователи давления в электрический сигнал, содержащие упругий элемент в виде мембраны, преобразующий давление в механическое Ю перемещение,, которое, в свою очередь, изменяет какой-либо электрический параметр преобразователя £ДЗ·

Недостатком таких преобразователей является сложность конструкции 15 и низкая технологичность изготовления.

Из известных, наиболее близким техническим решением является манометрический элемент, содержащий квар-20 цевую мембрану с расположенной на ее поверхности линией задержки в виде встречно-штыревых преобразователей поверхностных акустических волн (ПАВ), которая подключена в ка- 25 честве частотоэадающего элемента к автогенератору [2].

Работа такого устройства в широком диапазоне температур окружающей среды приводит к появлению значитель-30

2

ных дополнительных погрешностей измерения давления, обусловленных зависимостью времени задержки ПАВ от температуры.

Целью изобретения является повышение точности измерения давления.

Эта цель достигается тем, что в манометрическом элементе, содержащем мембрану, на поверхности которой расположена линия задержки в виде встреч но-штыревых преобразователей поверхностных акустических волн, мембрана выполнена с утолщенными краями, на одном из которых выполнена поверхность, не параллельная поверхности мембраны, на которой расположена дополнительная термочувствительная линия задержки, а по периметру манометрического элемента расположен резистивный нагреватель.

Введение дополнительной термочувствительной линии задержки и резистивного пленочного нагревателя позволяет снизить температурную составляющую дополнительной погрешности путем введения соответствующих поправок в результаты измерений, а также задания оптимального температурного режима работы манометрического элемента.

3

757885

4

На чертеже изображена конструкция

манометрического элемента.

Манометрический элемент выполнен из пьезокристаллического материала в виде монолитной мембраны 1 с утолщенным краем 2. е

На неконтактирующей с исследуемой средой поверхности мембраны расположена линия задержки 3 (Л31).

В области утолщенного края мембраны выполнена поверхность 4, не параллельная поверхности мембраны, на ^υ которой расположена дополнительная линия задержки 5 (А32).

На свободной от встречно-штыревых поеобразователей поверхности манометрического элемента нанесен рези- 15 стивный пленочный нагреватель 6.

Манометрический элемент работает следующим образом.

Давление среды Р деформирует мембрану, что приводит к изменению вре- 20 мени задержки Л31. Время задержки Л31 может быть изменено с высокой степенью точности или преобразовано в частоту электрических колебаний.

Точность измерения давления с 25

помощью манометрического элемента зависит от'величины изменений температуры окружающей среды.

Температурный коэффициент времени задержки поверхностной акустической волны зависит от ориентации поверхности и направления распространения волны.

Для снижения температурной погрешности измерения давления в ма- ,_ς нометрический элемент введена допол- ^э нительная термочувствительная линия задержки Л32.

Для того, чтобы Л32 выполняла функции датчика температуры, т. е. имела значительно более высокую тер- 40 мочувствительность, чем Л31, она выполнена на поверхности, не параллельной поверхности мембраны. В частном случае, когда поверхность мембраны, на которой расположена Л31, является 45 термостабильным 5Т-срезом кварца, предпочтительно дополнительную поверхность выполнить в виде термочувствительного ν-среза.

Для того, чтобы Л32 не реагировала на изменения изменяемого давления, дополнительная поверхность выполнена на утолщенном крае мембраны.

Изменения времени задержки Л32 в функции температуры благодаря стабильности пьезокварца воспроизво- ^5

димы с высокой степенью точности и, таким образом, по этим изменениям можно судить о вариациях температуры манометрического элемента. Эта зависимость может использоваться, 60

например, для коррекции результатов

измерений давления, производимых с по

мощью Л31, по температуре путем введения соответствующих поправок.

Наряду с Л32 на манометрическом элементе нанесен пленочный резистивный нагреватель. Изменяя электрическую мощность, рассеиваемую в нагревателе, можно управлять температурой манометрического элемента_} обеспечивая оптимальный температурный режим, в частности режим термостатирования элемента.

В последнем случае Л32 используется в качестве рабочего термометра термостат.

Так как этот термометр размещен непосредственно на манометрическом элементе, то погрешности термостатирования от градиентов температуры в конструкции датчика практически исключаются. Такая конструкция манометрического элемента позволяет значительно снизить дополнительные погрешности измерения давления, обусловленные изменением температуры окружающей среды.

По сравнению с известными преобразователями давления, для которых температурная погрешность достигает единиц процентов на 10°С, эта величина может быть снижена до десятых долей процента в том же температурном диапазоне.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Манометрический элемент, содержащий мембрану, на поверхности которой расположена линия задержки в виде встречно-штыревых преобразователей поверхностных акустических волн, отличающийся тем, что, с целью повышения· точности измерения давления, мембрана выполнена с утолщенными краями, на одном из которых имеется поверхность, не параллельная поверхности мембраны, на которой расположена дополнительная термочувствительная линия задержки, а по периметру манометрического элемента расположен резистивный нагреватель.