СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК РАЗЛИЧНЫХ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ ДАВЛЕНИЯ

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Приведены результаты сравнительных исследований характеристик различных пьезоэлектрических датчиков для измерения импульсных давлений. Определены их чувствительности и инерционности, а также влияния стационарной температуры и импульсных тепловых потоков на результаты измерений. Определены условия линейности характеристик в условиях экспериментов. Определены условия возникновения наблюдения “теплового дрейфа нуля”, характеризующего влияние теплового нагрева на показания датчиков давления. Исследования проводились в ударной трубе, на специальном градуировочном стенде и на стенде, создающем ступенчатый импульс лучистого теплового потока.

Full Text

Restricted Access

About the authors

С. В. Головастов

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук; Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Email: victor.v.golub@gmail.com
Russian Federation, 125412, Москва, ул. Ижорская, 13, стр. 2; 105005, Москва, ул. 2-я Бауманская, 5, стр. 1

В. В. Голуб

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук

Author for correspondence.
Email: golovastov@yandex.ru
Russian Federation, 125412, Москва, ул. Ижорская, 13, стр. 2

Ю. В. Жилин

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук

Email: victor.v.golub@gmail.com
Russian Federation, 125412, Москва, ул. Ижорская, 13, стр. 2

A. Ю. Микушкин

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук; Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Email: victor.v.golub@gmail.com
Russian Federation, 125412, Москва, ул. Ижорская, 13, стр. 2; 105005, Москва, ул. 2-я Бауманская, 5, стр. 1

A. A. Микушкина

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук

Email: victor.v.golub@gmail.com
Russian Federation, 125412, Москва, ул. Ижорская, 13, стр. 2

О. A. Мирова

Объединенный институт высоких температур Российской академии наук

Email: victor.v.golub@gmail.com
Russian Federation, 125412, Москва, ул. Ижорская, 13, стр. 2

References

  1. Pressure sensors Kistler. https://www.kistler.com/INT/en/c/pressure-sensors/CG21-pressure-sensors
  2. Pressure Transducer PCB Piezotronics. https://www.pcb.com/sensors-for-test-measurement/pressure-transducers
  3. Смажевская Е.Г., Фельдман Н.Б. Пьезоэлектрическая керамика. Москва: Советское радио, 1971.
  4. Глозман И.А. Пьезокерамика. Москва: Энергия, 1972.
  5. Гвоздева Л.Г., Жилин Ю.В. // ПТЭ. 1978. № 5. С. 249.
  6. Сунцов Г.Н. // БИ. 1971. № 31. Авт. Свид. № 317928. СССР.
  7. Сегала А.Г., Голова Л.В., Головнин В.А., Добрынин Д.А., Довготелос Т.Е., Мирошников П.В., Нерсесов С.С., Петрова А.А., Соловьев М.А. РФ Патент 2546055, 2013.
  8. Головнин В.А., Каплунов И.А., Малышкина О.В., Педько Б.Б., Мовчикова А.А. Физические основы, методы исследования и практическое применение пьезоматериалов. Москва: Техносфера, 2013.
  9. Пьезоэлектрические материалы и элементы. Справочный каталог. Ростов-на-Дону: Южный федеральный университет, Институт высоких технологий и пьезотехники, НКТБ «Пьезоприбор», 2018.https://ivtipt.ru/storage/app/media/uploaded-files/ru_NKTB_materials_elements_2020.pdf
  10. Датчики и преобразователи. Каталог. Пенза: АО “НИИФИ”, 2021.https://russianspacesystems.ru/wp-content/uploads/2021/05/Katalog-Datchiki-i-preobrazovateli.pdf
  11. Голуб В.В., Жилин Ю.В., Марчук Н.А. // ПТЭ. 2018. № 4. С. 132.https://doi.org/10.1134/S0032816218040055
  12. Датчиковая измерительная аппаратура. Каталог. Саров: ООО “Глобал-Тест”, 2020.https://globaltest.ru/catalogpdf/catalog_GlobalTest_ru.pdf
  13. Надежные средства испытаний и контроля. Каталог. Пермь: OOO “ЭЛ-СКАДА”, 2022.https://el-scada.ru/wp-content/uploads/2022/06/catalog-el-skada_2022.pdf
  14. Пьезоэлектрик 2012. Каталог. Ростов-на-Дону: НКТБ “Пьезоприбор” ЮФУ, 2012.https://www.piezoelectric.ru/files/Catalog_content.pdf?ysclid = lxtcutlbda461887657
  15. Суркаев А. Л., Кульков В. Г. // Акустический журнал. 2006. Т. 52. №. 2. С. 264.
  16. Кикот В. В. // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. 2016. №. 2(16). С. 58.
  17. Сунцов Г.Н., Браславец В.А., Кржиминский Б.В. // БИ. 1971. № 31. Авт. Свид. № 317929. СССР.
  18. Голуб В.В., Жилин Ю.В., Рылов С.А. // ПТЭ. 2018. № 3. С. 138.https://doi.org/10.7868/S0032816218030126
  19. Лыков А.В. Теория теплопроводности. Москва: Высшая школа, 1967.
  20. Reichenbach H. Kurzzeitphysik. Wien; New York: Springer-Verlag, 1967. (Райхенбах Г. // Физика быстропротекающих процессов. Т. 3. Москва: Мир, 1971. С. 67.)
  21. Исаков А.Я. Молекулярная физика и термодинамика. Петропавловск-Камчатский: КГТУ, 2007.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Piezoelectric sensors: a – PCB 113B28, b – Suntsov design sensor (DS), c – PD2 (JIHT RAS), d – PD1 (JIHT RAS), d – PDM (JIHT RAS).

Download (46KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Oscillograms (solid lines) obtained on the calibration stand: a – PCB, b – PD1, c – PDM. Dashed lines correspond to the pressure sensor readings, reconstructed taking into account the charge drain according to formula (5).

Download (30KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Oscillograms of piezoelectric sensor signals during their stepwise radiant heating: a – PD1, b – DS, c – PCB, d – PD2, d – PDM.

Download (43KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. a – Change in temperature of a platinum resistance thermometer at different values ​​of radiant heat flux density, b – calibration curve (6) of a halogen incandescent lamp, Uн – lamp filament voltage, qл – radiant heat flux, dots indicate experimental values.

Download (26KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Pressure oscillograms (PO) on the side wall of the shock tube: a – PD1, b – PD2, c – DS, d – PDM, d – PCB, dashed lines correspond to the calculated pressure values ​​for the primary (PUV) and reflected (OUV) shock waves.

Download (48KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Thermal measurements by platinum sensors in a shock tube: a – surface temperature, b – heat flux density, c – thermal impulse. Solid and dashed lines correspond to two consecutive sensors.

Download (40KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Oscillograms obtained from piezoelectric pressure sensors at the end of the shock tube (a–d) and on the side wall of the shock tube (e).

Download (65KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Signals from sensors PD1 (a) and PCB (b) at a particularly low pressure pulse: P₁ = 0.1 MPa, M₁ = 1.014, ΔP₁ = 3 kPa.

Download (18KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences