Пьезогенераторный способ измерения усилия

 

Изобретение предназначено для использования в системах с пьезоэлектрическими преобразователями. Цель изобретения - повьоаение точности за счет уменьшения влияния соединительной линии. При воздействии на чувствительный пьезоэлемент на его токосъемных гранях появляется заряд, прямо пропорциональный приложенному давлению . Данный заряд вызывает появление электрического поля с напряженностью , зависящей от деформации и пьезомодуля используемой пьезокерамики. Использование пьезогенераторного способа измерения силы дает возможность получить мощный выходной сигнал , не зависящий от емкости и сопротивления изоляции соединительной линии системы измерения. 1 ил. оо 4 00 О) О5 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU 1 48669 А1

I (51)4 G 01 Ь 1/16 9 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3910445/24-10 (22) 14.06.85 (46) 30.10.87. Бюл, Ю 40 (72) С. И. Жуликов, И. Д. Русских и Л. С. Христенко (53) 531.7813531.787(088.8) (56) Туричин А. М. Электрические измерения неэлектрических величин. М.;

Энергия, 1954, с. 93-97.

Левлина Е. С., Новицкий П. В.

Электрические измерения физических вевеличин. Измерительные преобразователи. Л., 1983, с. 107-121. (54) ПЬЕЗОГЕНЕРАТОРН1111 CIIOCOII ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЯ (» ) Изобретение предназначено для использования в системах с пьезоэлектрическими преобразователями. Цель изобретения — повышение точности эа счет уменьнения влияния соединительной линии. При воздействии на чувствительный пьезоэлемент на его токосъемных гранях появляется заряд, прямо пропорциональный приложенному давлению. Данный заряд вызывает появление электрического поля с напряженностью, зависящей от деформации и пьезомодуля используемой пьезокерамики. Использование пьезогенераторного слособа измерения силы дает возможность получить мощный выходной сигнал, не зависящий от емкости и сопротивления изоляции соединительной линии системы измерения. 1 ил.

1348669 е = BIV

30 где q

Jt

Е, 1, R

Изобретение относится к способу измерения силы, давления в твердых, жидких и газообразных средах и предназначено преимущественно для использования в системах с пьезоэлектрическими преобразователями °

1(елью изобретения является повышение точности путем уменьшения влияния соединительной линии.

На чертеже изображено устройство, реализующее предлагаемый способ.

Устройство состоит из пьезоэлемента 1, регистрирующей обмотки 2, неподвижного основания 3, передающего усилие полюсного магнитопровода 4 диэлектрического каркаса 5 регистрирующей обмотки, кабельной линии 6 системы измерения.

Способ измерения заключается в том, что при воздействии на чувствительный пьезоэлемент (пьезокерамику) на ее токосъемных гранях появляется заряд, прямо пропорциональный приложенному давлению ° 1анный заряд вызывает появление электрического поля с напряженностью Е, зависящей от деформации Я и пьезомодуля d<, используемой пьезокерамики (E=f/d„) °

Напряженность н любой точке регистрирующей обмотки можно найти из выражения заряд; коэффициент 3,14; относительная диэлектрическая проницаемость; электричеcKая постоянная; расстояние от центра пьезоэлемента до точки наблюдедения, Исходя Hз напряженности можно oII редели ть ЭДС вЂ” е, наводимую в регистрирующей (одновитковой или многовитковой) обмотке.

Если провод находится в изме5 няющемся однородном электрическом поле, то где  — индукция электрического поля;

10 1 — длина проводника;

V — скорость изменения электриЧЕСКОГО ПОЛЯ, Для замкнутого контура

l5 е = фddI = (V х B)dl = -а9!dt.

Если контур состоит из ъ витков (катушка), каждь(й из которых пронизывается одним и тем же потоком +

2() то наводимая ЭДС в w раз больше: е = vfFdl = vf (И х Bldt

ОФ

Использование предлагаемого пьеэо25 генераторного способа измерения усилия дает возможность получить мощный выходной сигнал, не зависящий от емкости и сопротивления изоляции соединительной линии системы измерения.

Фор мул аизобретения

11ьеэогенераторный способ измерения усилия, заключающийся в преобразовании механической энергии пьезоэлемента в электрический сигнал и передаче его по соединительной линии на вход усилительно-регистрирующего устройства, отличающийся

40 тем, что, с целью повышения точности путем уменьшения влияния соединитель ной линии, преобразование механической энергии осуществляют путем преобразования электрического поля заряда пьезоэлемента в ЭДС. индукции обмоткой, помещенной в поле этого заряда.

1 348669

Составитель А. Экономов

Редактор Е. Копча Техред M.Õîäàíè÷ Корректор В. Гирняк

Заказ 51 80/40

Тираж 775 Подписное

ВШ1ИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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