Пьезоэлектрический преобразователь

 

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ , содержащий пьезоэлемент с электродами и измерительное устройство , отличающи. йся тем, что, с целью повышения точности измерения и помехозащищенности, в нем измерительное устройство содержит светоизлучатель с первым световодом и светоприемник с усилителем и вторым световодом, при этом между торцами световодов размещена.жидкокристаллическая панель с полупрозрачными электродами, подключенными к электродам пьезоэлемента.

6% (И) ууу С 01 L 9/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMffTET СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТКОЙ

/ t

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, Н ABTOPCHOMV CBHQETEflbCTBV е д

10 (21) 3599710/24-10 (22) 31.05.83 (46) 15. 10.84. Бюл. Ф 38 (72) P.Ã.Джагупов и Ю.М.Завершинский (71) Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (53) 531.787(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9.504929, кл. С 01 Ь 1/16, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

В 474712, кл. С 01 L 1/16, 1975 (прототип). (54) (57) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий пьезоэлемент с электродами и измерительное устройст. во, о т л и ч а ю щ и.й с я тем, что, с целью повышения точности измерения и помехозащищенности, в нем измерительное устройство содержит светоизлучатель с первым световодом и светоприемник с усилителем и вторым световодом, при этом между. торцами световодов размещена. жидко.кристаллическая панель с полупрозрачными электродами, подключенными к электродам пьезоэлемента.

1118878

15

При .механическом воздействии на пьезоэлемент 1 (приложенное усилие, изменение давления) Hà его электродах 2 и 3 вследствие прямого пьезоэффекта образуется электрический заряд, величина которого пропорциональна величине механической напряженности в пьезоэлементе 1. Разность потенциалов, приложенная к полупроз-. рачным электродам 5 и 6 жидкокристал: лической пайели 4, создает электрическое поле, напряженность которого пропорциональна приложенному напряжению. Изменение напряженности электрического поля между электродами 5 и 6 изменяет прозрачность жидкокристаллической панели 4. При этом изменяется освещенность светоприемника 8 и, следовательно, выходной сигнал усилителя,11.

Высокая точность измерения опреде..ляется тем, что сопротивление нагрузки пьезоэлемента 1 имеет чисто емкостной характер. Помехозащищенность предлагаемого устройства вьппе чем известных в результате отсутствия электрического кабеля, соединяющего пьезоэлемент с входом измерительного устройства.

Жидкокристаллическая панель 4 раз;мещена в непосредственной близости к пьезоэлементу 1. Длина электрических соединений электродов 2-5 и 3-6 миниЬ мальна, что позволяет свести к минимуму влияние внешних электромагнитных полей. Впияние электромагнитных полей на светоизлучатель 7, светоприемник 8 и усилитель 11 не. существенно.

35 укаэанная цель достигается тем, :,4О что в пьезоэлектрическом преобразо-. вателе, состоящем из пьезоэлемента с электродами н измерительного устройства, последнее содержит светоизлу. чатель с первым световодом и свето45 приемник с усилителем и вторым световодом, при этом между торцами свето- водов размещена жидкокристаллическая панель с полупрозрачными электродами, подключенными к электродам пьезоэлемента.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к пьезоэлектрическим преобразователям иеэлектрических величин в электрический сигнал.

Известно устройство, содержащее пьезоэлемент, электроды которого подключены к входу усилителя. Принцип действия устройства основан на прямом пьезоэффекте f1) .

Недостатками данного устройств являются невысокая точность измерения величины усилия и низкая помехозащищенность.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее пьезоэлемент и измерительное устройство, при этом измеряемая механическая величина 20 преобразуется в электрический заряд, образующийся на электродах пьезоэлемента вследствие прямогЬ пьезоэффек-, та (2).. Так как часть электрической энергии>образующейся на электродах 25 пьезоэлемента, теряется на активном сопротивлении входной цепи, точность ,измерения определяется входным- сопротивлением измерительного устройства.

Кроме того, электрический сигнал, передаваемый с пьезоэлемента в измерительное устройство по электрическому кабелю, подвержен влиянию внешних электромагнитных полей.

Цель изобретения — повышение точности измерения и помехозащищенности пьезоэлектрического преобразователя.

На чертеже изображен пьезоэлектрический преобразователь.

Пьезоэлектрический преобразова- 55 тель содержит пьезоэлемент 1 с электродами 2 и 3, жидкокристаллическую 1 панель 4 (нематический жидкий кристалл ИББА) с полупрозрачными электродами 5 и 6, светоизлучатель 7, светоприемник 8, два волоконно-оптических световода 9 и 10, а также усилитель 11, Пьезоэлектрический преобразователь. работает следующим образом.

В исходном состоянии светоизлучатель 7 излучает в волоконно-оптический световод 9 световой поток. Световой поток проходит через жидкокристаллическую панель 4 и .попадает через второй световод 10 на светоприемник

8, который преобразует световой поток в электрический сигнал. Усилитель 11 предназначен для усиления электрического сигнала с выхода светоприемника.

Составитель Е. Пруцков

Редактор Ю. Ковач Техред С.Jleresa

Корректор О. Луговая

Заказ 7442/29

Тирам 822

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 11

Светоприемник 8 непосредственно подключен к входу усилителя 11. Кроме того, элементы измерительного устройства 7, 8 и 11 размещены в экранированном корпусе.

18878

Использование изобретения позво. ляет повысить помехозащищенность .и точность устройств для преобразо:,вания неэлектрических величин в элект рический сигнал.