Пьезоэлектрический акселерометр

 

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АКСЕЛЕ- I РОМЕТР, содержащий корпус с размеценными в нем инерционным элементом и расположенными по периметру торца корпуса пьезоэлементг1ми, предварительно поджатьми тарельчатой пружиной с тягой, о тличающ и йс я тем/ что, с целью повышения чует- . вительности и виброустойчивости, тяга выполнена в виде упругого стержня с проточкой и конусной головкой, эпираихцейся на сферическую галтель отверстия тарельча той пружины, и хвостовике, снабженным регулировочном и фиксирующим элементами.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОИМЪЮПН

РЕСПУБЛИК

0Э (и) 3ЦР G 01 P 15/09

Г(4ОУДФРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOINY СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 3412960/18-10 ! (22) 29.03.82 (46) 23. 06.. 83.. Бюл. 9 23 (72) Б.A. Долгомиров,t A.Ñ. Больших, О.П.Смирнов, В,Н.Смирнов и В.А.Пучков (71) Научно-исследовательский институт йнтроскопин (53) 531.768(088.8) (56) 1. Иорин IO.И..Биброметрия. М., ГНГИ Машиностроительной литературы, 1963, с.568-573.

2. Авторское свидетельство СССР В 508742 .кл. G 01 Рр 1977.

3. Авторское свидетельство СССР

В 508742, кл. G 01 P 15/09, 1971 (прототип)..(54)(57) ПЬВЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АКСЕЛЕ

РОМЕТР, содержащий корпус с размещенными в.нем инерционным элементом и расположенными по периметру торца корпуса пьезоэлементами, предварительно поджатыми тарельчатой пружиной с тягой, отличающийся тем, что, с целью повышения чуствительности и виброустойчивостн, тяга выполнена в виде упругого стержня с проточкой и.конусной головкой, опирающейся на сферическую галтель отверстия тарельчатой пружины, и хвостовиком, снабженным регулировочнвм и фиксирующим элементами.

1024854

Изобретение относится к измери-. тельной технике и может быть исполь зовано для измерения виброускорений в машинах и механизмах, в частности в виброизмерительной технике.

Известен акселерометр, состоящий из корпуса, в котором между инерционным грузом и основанием расположены пьезоэлементы. Предварительное поджатие пьезоэлементов осуществляется пружиной, усилие затяжки которой регулируется тягой 1 1 и Г21.

Наиболее близким по техническому решению к изобретению является акселерометр, содержащий корпус с раз- 15 мещенными в нем инерционным элементом и расположенными по периметру торца корпуса пьезоэлементами, предварительно поджатыми тарельчатой пружиной с тягой 1,3J. 20

Однако известные пьезоэлектрические акселерометры обладают недостаточной чувствительностью и виброустойчивостью.

Целью изобретения является повышение чувствительности и виброустойчивости.

Поставленная цель достигается тем, что в пьезоэлектрическом акселерометре, содержащем корпус с разме. щенными в нем инерционным элементом и расположенными по периметру торца корпуса пьезоэлементами, предварительно поджатыми тарельчатой пружиной с тягой, тяга выполнена в виде у ругого стержня с проточкой и ко- 35 нусной головкой, опирающейся на сферическую галтель отверстия тарельча- . той пружины, и хвостовиком,снабженным . регулировочным и фиксирукщим элементами .. 40

На фиг.l показан акселерометр, поперечный разрез; на фиг.2 — разрез A-A на фиг.l.

Акселерометр состоит из. корпуса 1, на котором закреплено осиовааае 2. Пьезоэлементы 3 набраны в 3 группы 4-6, расположенные на основании через 120а. Каждая группа элементов зажата между инерционньМ грузом

7 и основанием 2 при помощи тяги 8 и тарельчатой пружины 9 с силой, пропорциональной упругости этих элементов. Затяжка тарельчатой пружины 9 осуществляется установочньве вин-. том 10, расположенным в корпусе 1.

Фиксация от перемещения тяги 8 осу ществляется резьбовым сухарем ll npu помощи винта.12 и контргайки 13;

Устройство работает следующим образом.

При воздействии измеряемого ус- 60, корения инерционный груз 7 давит на каждую as 3-х групп 4-6 пьезоэлементов 3. В результате на обклад ках пьезоэлементов 3 возникает ЭДС, подаваемая на вход дифференциаль- я ных усилителей каждой группы. Входы каждого дифференциального усилителя соединены со средними выводами со»» седних групп с одноименной полярностью. Если акселерометру сообщается ускорение, направленное вдоль его главной оси 0-0 (фиг.1),, то на пьезоэлементы в каждой группе будут действовать составлякщие силы, в сумме равные инерционной силе от движения инерционного груза 7, направленной вдоль,оси 0««0 зкселерометра.

Алгебраическое суммирование сйгна- . лов на дифференциальных усилителях от пар пьезоэлементов, расположенных в соседних группах, достигаемое таким выполнением акселерометра, по-. зволяет получить сигналы, пропорциональные равнодействукщим ускорений, действующих в направлении оси каждой группы и скомпенсировать сигналы пьезоэлементов, возникакщие,от кру-;. тильных колебаний датчика вокруг осей, ортогональных главной оси датчика.

Выполнение тяги 8, взаимодейству.кщей с тарельчатой пружиной 9 при поджатии инерционного груза 7, в виде упругого стержня с проточной и конусной головкой, опирающейся на сферическую галтель отверстия тарельчатой пружины 9, и хвостовиком, снабженным регулировочными и фиксирующими элементами, обеспечивает необходимые три степени свободы малых перемещений инерционного груза. Наличие трех степеней свободы вдоль ° главной оси акселерометра и вокруг ортогональных осей, лежащих в плоскости пьезоэлементов, обуславливает реальную возможность разложения инерционной силы, действукщей вдоль главной оси на три составлякщих, равных по своей величине, а также воэможность разложения крутильных составлякщих инерционной силы и их взаимную компенсацию, что приводит к повышению чувствительности.

Предложенное выполнение акселерометра обеспечивает равномерное распределение статических сил поджатия групп 4-6 пьезоэлементов 3 при затяжке тарельчатой пружины 9 винтом

10, что позволяет повысить виброустойчивость, .так как равномерная статическая нагрузка пьезоэлементов по" выаает их вибропрочность.

Крома того, равномерное распределение. статических сил предвательиого поджатия групп. пьезоэлементов обеспечивает достижение их равной чувствительности, что также способствует повышению чувствительности акселерометра.

Предлагаемое устройство может обеспечить высокую повторяемость параметров акселерометров при запуске их в производство за счет мааого разброса электрического сигна1024854

Составитель Н.Мараховская

Редактор В.Иванова Техред N. Гергель КорректорА. Повх Заказ 4387/42 Тираж 873 Подписное

1 ВНИИПИ Государстэейиого комитета СССР по делам изобретений и открцтий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

«» ««»

° »

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ла в каждой группе пьезоэлементов и имеющиеся возможностью регулировки беэ разборки конструкции. Доб ротность механической системы обеспечивается надежной фиксацией элементов конструкции.