Устройство для измерения пьезоэлектрического модуля

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения повьпиение точности измерения пьезомодуля с одновременным обеспечением измерения емкости пьезоэлемента. При изменении силы, приложенной к испытуемому элементу, на его электродах нарастает ЭДС пьезозаряда, а на выходе усилителя 3 пропорционально ей - напряженнее Когда последнее достигает величины заданного порога начала разряда, на выходе компаратора 4 появляется напряжение, открывающее ключ 5, соединяющий резистор 6 с общей шиной. Пьезозлемент 2 разряжается до тех пор, пока напряжение на выходе компаратора 4 снизится до значения порога конца разряда, затем компаратор 4 возвращается в исходное состояние и закрывает ключ З Счетчик 7 регистрирует этот импульс, а измеритель 8 измеряет его длительность . Дальнейшее измерение силы до максимального значения вызывает столько разрядных импульсов, сколько раз напряжение на выходе компаратора 4 достигает заданного порога, 2 ил,, с € (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

1 А1 (19> (11) (su 4 Н 04 R 29/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ВСЕ®ура

13

Н ABTOPCHQMV СВИДЕТЕПЬСТВУ В53ДЦ(1; Р:.-„, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО МОДУЛЯ (21) 4055225/24-10 (22) 14.04.86 (46) 23.03.88. Бюл, ¹ 11 (71) Ростовский государственный университет им. M.À. Суслова (72) О.П. Крамаров, В.П. Магер и М.Б. Копелиович (53) 534.232(088.8) (56) Материалы пьезокерамические.

Методы испытаний. ГОСТ 12370-80.

Лущейкин Г.А. Полимерные электреты. — N. Химия, 1984, с. 109-112, рис. 62 а и б. (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения— повышение точности измерения пьезомодуля с одновременным обеспечением измерения емкости пьезоэлемента.

При изменении силы, приложенной к испытуемому элементу, на его электродах нарастает ЭДС пьезозаряда, а на выходе усилителя 3 пропорционально ей — напряжение. Когда последнее достигает величины "заданного порога начала разряда, на выходе компаратора 4 появляется напряжение, открывающее ключ 5, соединяющий резистор 6 с общей шиной. Пьезоэлемент 2 разряжается до тех пор, пока напряжение на выходе компаратора 4 снизится до значения порога конца разряда, затем компаратор 4 .возвращается в исходное состояние и закрывает ключ 5.

Счетчик 7 регистрирует этот импульс, а измеритель 8 измеряет его длительность. Дальнейшее измерение силы до максимального значения вызывает столько разрядных импульсов, сколько раз напряжение на выходе компаратора

4 достигает заданного порога. 2 ил.

1383516

Изобретение относится к измери1

1ельной технике и может быть испольовано для измерения пьезоэлектричес1

Кого модуля и электрической емкости

Пьезоэлектрических элементов на стадии производства и применения, а также при калибровке эталонных датчиков переменной механической силы, Целью изобретения является повы- 10 пение точности измерения пьезомодуля одновременным. обеспечением измереия емкости пьезоэлемента.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства, на 1о

t фиг. 2 — схема узла нагружения.

Устройство состоит из источника 1

1 механической силы," испытуемого пье зоэлемента 2, согласующего усилите! ля 3, компаратора 4, электронного 20 ключа 5, разрядного резистора 6, счетчика 7 количества импульсов, измерителя 8 их длительности.

Источник 1 механической силы

;.создает в испытуемом пьезоэлементе

2 механическое напряжение, при этом один электрод пьезоэлемента соединен с входом согласующего усилителя 3, который обеспечивает необходимое согласование с пьезоэлементом, а дру,гой — с общей шиной. К выходу согласующего усилителя 3 подключен вход. компаратора 4, включенного по схеме

,триггера Шмидта с заданными порога,ми начала и конца разряда. Выход ком-. 35

1 : нар ат ора с о един ен с упр авляющим входом нормально закрытого электронного ключа 5, коммутирующие выводы которого включены в разрыв цепи разрядного резистора 6 на общую шину. К 40 выходу компаратора 4 также подключены входы счетчика 7 количества импульсов и измерителя 8 их длительности.

При монотонном изменении силы, приложенной к испытуемому элементу, на его электродах нарастает ЭДС пьезозаряда, а на выходе согласующего усилителя .3 пропорционально ей— напряжение. Когда величина напряжения достигает величины заданного порога начала разряда, на выходе компаратора 4 появляется напряжение, открывающее электронный ключ 5, который соединяет разрядный резистор с общей шиной. Пьезоэлемент 2 разряжается до тех пор, пока напряжение на выходе компаратора 4 снижается до значения порога конца разряда, после чего компаратор 4 возвращается в исходное состояние и закрывает ключ 5.

Счетчик 7 импульсов регистрирует этот импульс, а измеритель длительности 8 измеряет его длительность.

Дальнейшее измерение силы до максимального значения вызывает столько разрядных импульсов, сколько раз напряжение на входе компаратора 4 достигает заданного порога.

Электрическую емкость и пьезоэлектрический модуль определяют из соотношения п(Ц,-Щ F„

C = — ——

К„ l„„Uк

Формула изобретения

Устройство для измерения пьезоэлектрического модуля пьезоэлемента, содержащее источник механической силы, связанный с испытуемым пьезоэлектрическим элементом, один вывод которого соединен с входом согласующего усилителя, а другой — с общей шиной, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности изгде С вЂ” электрическая емкость пьезоэлектрического элемента

t — длительность разрядного импульса, U„, U„ — значения напряжения разрядного импульса;

d„>. — пьезоэлектрический модуль пьезоэлектрического элемента"

n — - количество импульсов; — величина изменения механической силы,"

R — сопротивление разрядного

Р резистора.

Узел нагружения (фиг. 2) состоит из плиты 9 с установленным на ней. испытуемым пьезоэлементом 2, на который соосно опирается шток 10, закрепленный на рычаге 11 с помощью оси 12. К торцу штока прикреплен токосъемник 13, к которому подключен кабель для соединения с узлом измерения. Основание рычага 11 с помощью оси 14 закреплено на кронштейне 15. На незакрепленном конце рычага 11 с помощью троса 16.подвешена гиря 17.

1383516

Составитель Д.Расторгуев

Редактор Л.Лангазо Техред Л.Сердюкова Корректор И.Зрдейи

Тирах 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1353/56

Производственно-полиграфическое предприятие, r ° Укгород, ул. Проектная, 4 мерений и одновременного измерения емкости, выход согласующего усилителя соединен с входом компаратора, выход которого соединен с управляю5 щим входом ключа, один из выводов которого через разрядный резистор подключен к входу согласующего усилителя, а другой соединен с общей шиной, к выходу компаратора подключены параллельно счетчик количества импульсов и измеритель их длитель-ности.