Пьезоэлектрические манометры

В пьезоэлектрических манометрах используется пьезоэлектрический эффект: образование на поверхности пластинки из некоторых кристаллов (кварц, турмалин, сегнетовая соль, титанат бария и др.) электрических зарядов при сжатии или растяжении. В большинстве случаев для изготовления пьезоэлектрических датчиков применяют кварц из-за его механической прочности и постоянства пьезоэлектрической константы в интервале температур от 0 до 500 °С.

Величина электрического заряда q, образующегося на пластинке, определяется уравнением

                                               q=KF                                                                      (2)

где F- сила, приложенная к пластинке, Н; K - пьезоэлектрическая постоянная, к/Н, для кварца К = 0,21*10^-11, для титаната бария К = 0,12-10^*-9.

На рис. 4. показана схема датчика пьезоэлектрического манометра. Цилиндрический корпус 1 закрыт с двух сторон крышками 2 и 3, причём нижняя крышка имеет ниппель с резьбой и каналом для соединения с пространством, где измеряется давление. В нижней части корпуса помещена металлическая мембрана 4,на которой установлена шайба 5. На шайбу положена кварцевая пластинка 6с шайбой 7. Ещё выше располагается также кварцевая пластина с шайбой 8, которая прижимается верхней крышкой через шарик 9. Кварцевые пластины расположены так, что положительные заряды приложены к шайбам 5 и 8, а отрицательные к шайбе 7. Заряд с шайбы 7снимается через электрод 10, выходящий наружу через янтарный изолятор.

Рис. 4. Датчик пьезоэлектрического манометра

Для измерения пьезоэлектрических зарядов применяют электрометры или электрометрические усилители (усилители с большим входным сопротивлением) с выходом на обычный измерительный прибор. Пьезоэлектрические манометры с кварцевыми чувствительными элементами имеют верхние пределы измерений 2,5-500 МПа и применяются для измерения быстро изменяющихся давлений. Классы точности 1,5; 2,0.