КОРРЕКЦИЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ДАТЧИКА ДИНАМИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ТЕРМОУДАРА

Кикот Виктор Викторович, аспирант, Пензенский государственный университет (Россия, г.Пенза, ул. Красная, 40), inbox@post.su
Маланин Владимир Павлович, кандидат технических наук, доцент, кафедра автоматики и телемеханики, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), avitel@pnzgu.ru
Щербаков Михаил Александрович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой автоматики и телемеханики, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), avitel@pnzgu.ru

681.586.773: 53.088.3

DOI

10.21685/2072-3059-2016-3-10

Актуальность и цели. Расширение рабочего температурного диапазона пьезоэлектрических датчиков и улучшение их метрологических характеристик, особенно при работе в жестких условиях эксплуатации и воздействии нестационарных температур, является одной из актуальных задач при разработке датчико-преобразующей аппаратуры. Измерение динамических давлений таких жидких сред, как кислород и водород, характеризуется мощным и быстро изменяющимся температурным воздействием в диапазоне от минус 253 до плюс 200 °С, что вызывает температурные переходные процессы в конструкции пьезоэлектрических датчиков и, как следствие, возрастание во время переходных процессов погрешностей измерений входных неэлектрических величин.
Материалы и методы. Исследованы возможности уменьшения температурной погрешности измерения динамического давления пьезоэлектрическими датчиками.
Результаты. Приведена предлагаемая функциональная схема пьезоэлектрического датчика динамического давления со схемой коррекции температурной погрешности пьезоэлемента и описан принцип ее работы. Показаны экспериментально определенные временные зависимости выходных сигналов пьезоэлектрического датчика при термоударном воздействии рабочей среды.
Выводы. Полученные результаты показывают возможность коррекции температурных погрешностей пьезоэлектрических датчиков динамического дав-ления как от воздействия статических температур, так и от воздействия термо-удара, путем использования электрической емкости схемы замещения пьезо-элемента в качестве информативного параметра по температуре.

Ключевые слова

пьезоэлемент, термоудар, эквивалентная схема замещения, коэффициент преобразования, коррекция температурной погрешности.

 Скачать статью в формате PDF

1. Богуш, М. В. Влияние температуры на коэффициент преобразования пьезо-электрических датчиков / М. В. Богуш // Приборы и системы. Управление, кон-троль, диагностика. – 2008. – № 2. – С. 26–39.
2. Мартини, К. Р. Новый уровень высокотемпературных кварцевых датчиков давления / К. Р. Мартини // Трансдьюсер’77 : сб. ст. конф. – Лондон, 1977. – 29 с.
3. Богуш, М. В. Проектирование пьезоэлектрических датчиков на основе про-странственных электротермоупругих моделей / М. В. Богуш ; под ред. А. Е. Пани-ча. – М. : Техносфера, 2014. – 312 с.
4. Доля, В. К. Проектирование интеллектуального датчика акустического давле-ния : учеб.-метод. пособие / В. К. Доля. – Ростов н/Д : ЮФУ, 2009. – 21 с.
5. А. с. SU 1765732 A2 СССР, МПК G 01 L 9/08. Датчик давления / Ю. А. Пивкин, С. Д. Забродина (СССР). – 4890282/10 ; заявл. 10.12.1990 ; опубл. 30.09.1992, Бюл. № 36. – 4 с.
6. Кнеллер, В. Ю. Определение параметров многоэлементных двухполюсников / В. Ю. Кнеллер, Л. П. Боровских. – М. : Энергоатомиздат, 1986. – С. 144.
7. Осадчий, Е. П. Проектирование датчиков для измерения механических вели-чин / Е. П. Осадчий. – М. : Машиностроение, 1979. – 482 с.