Преобразователь механических напряжений

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет расширить диапазон и повысить точность измерений. В кольцевом пьезоэлементе 2 преобразователя размещены скрепленные в пакет цилиндрические пьезоэлементы З, 4 с токопроводами 5-7. Суммарная толщина пьезоэлементов 3, 4 менее толщины кольцевого пьезоэлемента 2 на величину, выбираемую из определенного соотношения. Подачей постоянного электрического напряжения ни пьезоэлемент 2 регулируют его толщину и изм-еняют жесткость преобразователя . Воздействие механических напряжений на преобразователь приводит к ограничению колебаний пьезоэлемента 3 и появлению в токопроводах 6, 7 электрического сигнала , пропорционального этим напряжениям . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) Ai (5ц 4 G 01 Ь 1/16 ф

Ц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

:В»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 4100421/24-1 О (22) 07,08,86 (46} 07.10,88. Бюл, У 37 (72) А.Г. Платонов, Л,Н. Фомица, В.И, Зубцов, Л,П, Макаревич и А.В. Злобин (53) 531.781(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 576529, кл. G 01 L 1/16, 1977 °

Авторское свидетельство СССР

1(!14789, кл. G 01 Ь 9/08, 1957. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МЕХАНИЧЕСКИХ

НАПРЯЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет расширить диапазон и повысить точность измерений. В кольцевом пьезоэлементе 2 преобразователя размещены скрепленные в пакет цилиндрические пьезоэлементы 3, 4 с токопроводами 5-7.

Суммарная толщина пьезоэлементов 3, 4 менее толщины кольцевого пьезоэлемента 2 на величину, выбираемую из определенного соотношения. Подачей постоянного электрического напряжения на пьезоэлемент 2 регулируют его толщину и изменяют жесткость преобразователя. Воздействие механических напряжений на преобразователь приводит к ограничению колебаний пьезоэлемента 3 и появлению в токопроводах 6, 7 электрического сигнала, пропорционального этим напряжениям. 1 ил.

1428952

Формула и з о б р е т е н и я том и корпусом, Составитель А. Экономов

Техред М,Дидык

Редактор Е. Папп

Корректор М. Демчик

Заказ 5114/37

Тираж 847 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

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения напряжений внутри сплошных сред из нелинейно-упругих,. и пластических материалов (бетон, асфальтобетон, пластмассы и т;p,.)

Цель изобретения — расширение диапазона и повышение точности.

На чертеже представлен преобразо- 1О ватель механических напряжений.

В корпусе 1 заключен кольцевой пьезоэлемент 2, в котором размещаются внутренние цилиндрические пьезоэлементы 3 и 4, К поверхностям внут" ренних пьезоэлементов подсоединены три токonровода 5-7, К поверхности кольцевого пьезоэлемента подсоединены два токопровода (не показаны).

Устройство расположено внутри сплошной среды, например бетона, пластмассы и т.д., и работает следующим образом.

К токопроводам 5 и 7 поцводят переменное электрическое напряже- 25 ние определенной частоты, вызываю-. щее в основном пьезоэлементе 4 де формацию колебательного характера, В результате этого пьезоэлемент 3 свободно колеблется с той же частотой.

При воздействии механических напряжений на корпус преобразователя кольцевой пьезоэлемент 2 сжимается, колебания пьезоэлемента 3 становятся orðàíè÷åííûèè, в результате чего появляется электрический сигнал в токопроводах 6 и 7, пропорциональный этому механическому напряжению. Регулируя толщину кольцевого пьезоэле- щ мента 2 путем подачи постоянного электрического напряжения по токопроводам

8 и 9, можно расширить диапазон механических напряжений и точность измерений. В зависимости от подаваемого напряжения кольцевой пьезоэлемент 2 либо расширяется, либо сжимается в результате чего диапазон измеренйй соответственно увеличивается или уменьшается. При подаче постоянного напряжения изменяется жесткость преобразователя,. т.е. происходит деформация кольцевого пьезоэлемента 2 от действия обратного пьезоэлектрического эффекта. Это необходимо для равенства жесткостей преобразователя и среды.

Преобразователь механических напряжений, содержащий корпус, в котором расположены концентрично кольцЬвой и цилиндрический пьезоэлементы с токовыводами, причем толщина кольцевого пьезоэлемента равна высоте внутренней полости корпуса, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения диапазона и повышения точности, он снабжен третьим пьезоэлементом с токовыводами, скрепленными с цилиндрическим пьезоэлементом в пакет, причем их суммарная толщина меньше толщины кольцевого пьезоэлемента на величину зазора и выбрана из соотношения где 8< толщина цилиндрического пьезоэлемента; о „ — толщина дополнительного пьезоэлемента, толщина кольцевого пьезоэлемента, и — пьезоэлектрическая постоянная, V — величина переменного напряжения. на цилиндрическом пьезоэлементе, и 7 — величина зазора между дополнительным пьезоэлемен