Устройство для измерения пьезомодуля

 

Изобретение относится к технике измерений. Устройство для измерения пьезомодуля содержит источник 1 механической силы F, воздействующий через прокладки 2 на исследуемый пьезоэлемент 3, измеритель 4 аряда, компенсатор 5 поверхностных неровностей . Прокладки 2 выполнены в биде электропроводящего пакета эластично связанных между собой металлических стержней 6, установленных вдоЛь действия механической силы F. Изобретение повышает точность измерений пьезомодуля тонких пьезоэлементов и пьезоэлёментов с неровными поверхностями . 2 ил. сл со со со 4 сл Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 G 01 R 29/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3940967/24-21 (22) 06.08.85 (46) 23.09.87, Бюл. ¹ 35 (71) Ростовский государственный университет (72) О.П.Крамаров, С.О.Крамаров и Л.Г.Розин (53) 621.317.39.531.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1103161, кл. С 01 R 29/22, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЪЕЗОМОДУЛЯ .(57) Изобретение относится к технике измерений. Устройство для измерения пьезомодуля содержит источник 1 механической силы F, воздействующий через прокладки 2 на исследуемый пьезоэлемент 3, измеритель 4 p,аряда, компенсатор 5 поверхностных неровностей. Прокладки 2 выполнены в виде электропроводящего пакета эластично связанных между собой металлических стержней 6, установленных вдоль действия механической силы F. Изобретение повышает точность измерений пьезомодуля тонких пьезоэлементов и пьезоэлементов с неровными поверхностями. 2 ил.

1339457

50

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано для измерения B статическом и квази с т атич е ск ом р ежи мах пь е з о модул я

d„ . пьезоэлементов малой толщины и

1,j имеющих неровную поверхность.

Цель изобретения — повышение точности измерений пьезомодуля тонких пьезоэлементов и пьезоэлементов с неровными поверхностями.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 — график зависимости величины пьезомодуля и от толщины пьезоэлемента.

Устройство (фиг. 1) содержит ис— точник 1 механической силы F воздействующий через прокладки 2 на исследуемый пьезоэлемент 3, измеритель

4 заряда, соединенный с компенсаторами 5 поверхностных неровностей.

Прокладки 2 выполнены в вице электропроводящего пакета эластично связанных между собой металлических стержней 6, установленных вдоль меха- 26 нической силы Г. ,Устройство работает слецующим образом.

Сжимающее напряжение от источника

1 механической силы передается на. исследуемый пьезоэлемент 3 через компенсаторы 5 поверхностных неровностей и прокладки 2. На пьезоэлементе возникает электрический заряд, который подводится к измерителю 4 заряда.

Металлические стержни 6, связанные между собой эластично, имеют свободу для продольнь1х перемещений. Поэтому поверхности прокладок принимают форму поверхности пьезоэлемента.

Усилие от источника 1 передается на металлические стержни через эластичный компенсатор 5. При этом распределение нагрузки получается практически равномерное на все стержни, а следовательно, на всей поверхности пьезоэлемента. Благодаря эластичной связи стержней 6 между собой последние не препятствуют поперечной деформации поверхности исследуемого пьезоэлемента под действием продольной силы. Жесткость стержней 6 в поперечном направлении много меньше их жесткости в продольном направлении, поэтому пьезоэлемент испытывает только одноосное сжатие независимо от своей толщины. В случае измерений продольного пьезомодуля токосъемами служат металлические стержни 6. При этом заряд с поверхности пьезоэлемента через металлические стержни снимается компенсатором 5 и передается на вход измерителя 4 заряда.

При измерении поперечного пьезомоду— ля электрический заряд, возникший на электродах, расположенных на по— верхностях пьезоэлемента, перпендикулярных напряжению действия силы, передается на измеритель заряда непосредственно через проводники, подключенные к этим электродам. При использовании измерителя заряда устройство позволяет измерять пьезомодули d и d >„ . Если в устройстве вместо измерителя заряда использовать вольтметр с высоким входным сопротивлением и измерять напряжение холостого хода, это дает возможность измерения пьезоконстант ц и @ „ .

Для испытаний изготовлен образец устройства, в котором в качестве источника механической силы используют электромагнитный вибратор частотой вибрации 70 Гц. Амплитуда переменного усилия 10 Н. Статическое поджатие осуществляют рычажным механизмом усилием 85 Н. В качестве измерительного прибора используют вольтметр В6-9 с подключенным параллельно входу конденсатором емкостью 0,1 мкФ, т.е. вольтметр используют в режиме измерителя заряда. Компенсаторы 5 выполнены из электропроводящей резины

РЭ-1 толщиной 2 мм и используются для токосъема. Прокладки 2 изготовлены из стальных стержней диаметром

0,3 мм и длинной 7 мм. Эластичная связь стержней создается в результате высыхания резинового клея, в который предварительно погружают стальные стержни. В качестве испытуемого объекта выбирают пьезоэлементы из сегнетокерамики, которые имеют диаметр !О мм и толщину 0,5 1;2 и 4 мм

Из pàííûõ измерений пьезомодуля

d с компенсаторами 5 поверхностных неровностей и без него (фиг.2, кривые 1 и 2 соответственно) следует, что зависмость величины d от толщины пьезоэлемента с компенсаторами

5 (кривая 1) имеет при толщине пьезоэлемента 0,5 незначительное снижение пьезомодуля d от значений пье—

Ьъ зомодуля толстых пьезоэлементов, в то же время зависимость величины без компенсатора 5 (кривая 2) 1339457 значительное отклонение от пьезомоду ля толстых пьезоэлементов.

Формула изобретения

Устройство для измерения пьезомо— дуля, содержащее источник механической силы, прокладки, внутренние поверхности которых механически контактируют с соответствующими поверхнос- 10 тями исследуемого пьезоэлемента, и измеритель заряда, входы которого соединены с соответствующими токосъемами прокладок, о т л и ч а ю—

1

Тапщцна пьао3лемента, мм

Фиг. 2

Составитель А.Муранов

Техред Л.Олийнык Корректор А.Зимокосов

Редактор Н. Рогулич

Заказ 42)5/34

Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ф и

Ъ щ е е с я тем, что,с целью повышения точности измерений тонких пьезоэлементов и пьезоэлементов с неровны— ми поверхностями, между торцовыми поверхностями источника механической силы и внешними поверхностями соответствующих прокладок установлены компенсаторы поверхностных неровнос— тей, выполненные из эластичного материала, а упомянутые прокладки выполнены в виде электропроводящего пакета эластично связанных между собой металлических стержней, установленных вдоль действия механической силы.