A Fluid Viscosity Sensor Based on a Differential Piezoelectric Transformer

  • А.В. Балыков Altai State University (Barnaul, Russia) Email: balykov_av@mail.ru
  • В.В. Белозерских Altai State University (Barnaul, Russia) Email: bww@phys.asu.ru
  • В.Н. Седалищев Altai State University (Barnaul, Russia) Email: sedalischew@mail.ru
  • Я.С. Сергеева Altai State University (Barnaul, Russia) Email: rinacka@mail.ru
  • Д.О. Страхатов Polzunov Altai State Technical University (Barnaul, Russia) Email: rinacka@mail.ru
Keywords: coupled oscillations, viscosity sensor, piezoelectric transformers, differential measurement method

Abstract

This paper presents a design and operating principle of a fluid viscosity sensor with an amplitude output based on a differential piezoelectric transformer. Sensors with one-, two-, and three-degree-of-freedom oscillation systems are investigated, and sensors design based on coupled oscillations of composite piezoelectric transformers is proposed. Simulation techniques with simplified electrical circuit equivalents of oscillation systems of primary transducers are utilized for studying metrological characteristics of the sensors. It is shown that rational use of coupled modes in primary transducers improves the metrological characteristics of the sensors and enhances their functionality. Coefficients of relative sensitivity and measurement efficiency provide the basis for evaluation of optimal design of sensors. There is a variety of optimal designs for transducers based on coupled oscillations that result in enhanced functionality, high sensitivity, and measurement efficiency.

DOI 10.14258/izvasu(2016)1-01

Downloads

Download data is not yet available.

Metrics

Metrics Loading ...

Author Biographies

А.В. Балыков, Altai State University (Barnaul, Russia)
кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры вычислительной техники и электроники
В.В. Белозерских, Altai State University (Barnaul, Russia)
старший преподаватель кафедры вычислительной техники и электроники
В.Н. Седалищев, Altai State University (Barnaul, Russia)
доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой вычислительной техники и электроники
Я.С. Сергеева, Altai State University (Barnaul, Russia)
аспирант физико-технического факультета
Д.О. Страхатов, Polzunov Altai State Technical University (Barnaul, Russia)
магистрант факультета информационных технологий

References

Богуш М.В. Пьезоэлектрическое приборостроение: сборник в 3 т. -Ростов н/Д, 2006.

Земляков В. Л. Методы и средства измерений в пьезоэлектрическом приборостроении: монография. -Ростов н/Д, 2009.

Богуш М.В. Проектирование пьезоэлектрических датчиков на основе пространственных электротермоупругих моделей. -М., 2014.

Янчич В.В. Пьезоэлектрические виброизмерительные преобразователи (акселерометры). -Ростов н/Д, 2010.

Головнин В.А. Физические основы, методы исследования и практическое применение пьезоматериалов. -М., 2013.

Шарапов В.М., Мусиенко М.П., Шарапова Е.В. Пьезоэлектрические датчики. -М., 2006.

Седалищев В.Н. Пьезотрансформаторные измерительные преобразователи: монография. -Барнаул, 2015.

How to Cite
Балыков А., Белозерских В., Седалищев В., Сергеева Я., Страхатов Д. A Fluid Viscosity Sensor Based on a Differential Piezoelectric Transformer // Izvestiya of Altai State University, 1, № 1(89) DOI: 10.14258/izvasu(2016)1-01. URL: http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282016%291-01.