Пьезоэлектрический датчик

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть применено в устройствах для измерения напряжения деформированного состояния твердых тел. Целью изобретения является повышение чувствительности и точности. Цель достигается тем, что стяжная шпилька 5, выполненная с разным шагом резьбы на ее концах, стягивает опорные элементы 1, состоящие из стержней с полостями 2, в которых размещены шарики 3, между которыми расположен пьезопреобразователь 4. Стержни устанавливаются в отверстия на измеряемом теле, напряженно-деформированное состояние которого изменяет расстояние между стержнями и соответственно нагружает пьезопреобразователь 4. 1 ил.

ссюз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУВЛИК

< д) G 0 j L 1/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬПИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

«(« « « 1 «

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ic:, (21) 4693750/10 (22) 22.05.89 (46) 30.11.91. Бюл. hh 44 (71) Научно-производственное объединение по кузнечно-прессовому оборудованию и гибким производственным системам для обработки давления "ЭМИКмаш" (72) А.П.Чупеев и А.И,Щеблыкин . (53) 531.781(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 954796, кл. 6 01 В 5/30, 1985.

Патент CLLIA

В 4010679, кл, В 30 В 15/28, 1986, (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК (57) Изобретение относится к контрольно„„Щ„„1695152 А1 измерительной технике и может быть применено в устройствах для измерения напряжения деформированного состояния твердь:х тел, Целью изобретения является повышение чувствительности и точности.

Цель достигается тем, что стяжная шпилька

5, выполненная с разным шагом резьбы на ее концах, стягивает опорные элементы 1, состоящие из стержней с полостями 2, в которых размещены шарики 3, между которыми расположен пьезопреобразователь 4.

Стержни устанавливаются в отверстия на измеряемсм теле, напряженно-деформированное состояние которого изменяет расстояние между стержнями и соответственно нагружает пьезопреобразователь 4. 1 ил.

1695152

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть применено в устройствахдля измерения напряженно-деформированного состояния твердых тел, 5

Цель изобретения — повышение чувствительности и точности.

На чертеже представлен датчик, общий вид.

Пьезоэлектрический датчик деформа- 10 ции содержит опорные элементы 1 в виде стержней с полостями 2, в которых размещены центрирующие шарики 3,. сопряженные с пьезопреобразователем 4, Датчик снабжен стяжной шпилькой 5 с 15 резьбой, причем шаг резьбы б на одном ее конце больше шага резьбы d> на другом ее конце, а полости 2 в опорных элементах 1 выполнены таким образом, что расстояние б1 между осями вращения опорных элемен- 20 тов меньше расстояния Lz между плоскостями В1В2, проходящими по кольцевой линии сопряжения опорных элементов с центрирующими шариками 3.

Установка датчика на измеряемую де- 25 таль производится выполнением в ней двух цилиндрических отверстий, лежащих в плоскости измеряемой деформции, перпендикулярно направлению деформации и поверхности контролируемой детали и раз- 30 мещением в них цилиндрических концов опорных элементов 1 предварительно собранного датчика (когда в полости 2 опорных элементов 1 установлены центрирующие шарики 3, сопряженные с пьеэопрео- 35 бразователем 4, а стяжная шпилька 5 вкручена в верхние концы опорных элементов 1), Закрепление датчика осуществляют следующим образом, При вращении стяжной шпильки 5 про- 40 исходит сближение опорных элементов 1 за счет разницы шагов резьбы д1б на их концах и пьезопреобразователь 4, сопряженный с центрирующими шариками 3, устанавливается строго по продольной оси дат- 45 чика, так как опорных элементы являются самоцентрирующимися, поскольку расстоя ние между их осями вращения меньше расстояния между плоскостями, проходящими через кольцевые линии сопряжения центрирующих шариков с опорными элементами.

При этом нижние цилиндрические концы опорных элементов 1 прижимаются к наружным поверхностям отверстий в контролируемой детали и фиксируются там за счет сил трения, Величина предварительнсчо поджатия пьезопреобразователя 4 регулируется стяжной шпилькой 5 и должна быть больше величины измеряемой деформации растяжения, При этом сближение верхних концов опорных элементов 1, определяемое степенью затяжки и упругими свойствами элементов датчика, замыкающими силовую цепь, является столь незначительным, что перекос. возникающий в резьбовых соединениях, полностью компенсируется имеющимися там зазорами.

Датчик работает следующим образом.

При возникновении в контролируемой детали деформаций растяжения-сжатия в направлении оси датчика происходит изменение базового расстояния его опорных элементов 1, которые в свою очередь воздействуют через центрирующие шарики 3 на пьезопреобразователь 4 и деформируют его. Изменение размеров пьезопреобраэователя 4 жестко связанного с контролируемой деталью, обуславливает формирование электрического сигнала, пропорционального измеряемой деформации.

Формула изобретения

Пьезоэлектрический датчик, содержащий два опорных элемента, каждый из которых выполнен в аиде стержней с полостями, в которых размещены центрирующие шарики, сопряженные с размещенным между ними пьезопреобразователем, о т л и s а юшийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности, он снабжен шпилькой с разным шагом резьбы на ее концах и установленной в резьбовых отверстиях с соответствующим шагом резьбы, выполненных в опорных элементах, при этом расстояние между осями стержней меньше расстояния между плоскостями, проходящими через точки сопряжения центрирующих шариков с опорными элементами.