Пьезоэлектрический акселерометр

 

Использование: измерительная техника , может быть использовано для создания высокоточных, стабильных и надежных измерительных пьезоэлектрических акселерометров с широкими амплитудными Частотными и температурными диапазонами эксплуатации, Сущность изобретения: акселерометр содержит корпус, в котором разм.ещено цилиндрическое основание, на торце которого установлены -пь езоэлемен-. , ты, поджатые тонкостенной гильзой, жестко соединенной с основанием, причем по наружному диаметру гильзы, соосно с основанием и вокруг него выполнен кольцевой выступ, являющийся инерционной массой акселерометра. 1 ил..

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 Р 15/09

Ф3

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4920101/10 (22) 10,12.90 (46) 15.04.93..Бюл. N 14 . (71) Ульяновский йаучно-производственный комплекс "Центр микроэлектроники и автоматизации в машиностроении" (72) 10.В.Чувыкин, С..А,Козицын, Е.В.Брилевич, В.A.Êðîòîâ (56) Авторское свидетельство СССР

М 706784, кл. 6 01 Р 15/09, 1978.

Батуев Г.С. Инженерные методы исследования ударных процессов,: М.: Машиностроение, 1977, стр. 215, рис. 128. (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АКСЕЛЕРОМЕТР

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для создания высокоточных, стабильных и надежных измерительных пьезоэлектрических акселерометров с широкими амплитудными, частотными и температурными диапазонами эксплуатации.

Акселерометры.могут эксплуатироваться на различных энергетических установках, машинах и устройствах, работающих в жестких эксплуатационных условиях.

Целью изобретения является уменьшение влияния боковой составляющей вибрации на выходной сигнал акселерометра, а следовательно, повышение точности в процессе измерения.

Инерционная масса расположена в виде кольцевого утолщения на тонкостенной гильзе по высоте основания, что обеспечивает передачу усилия на пьезоэлементы при воздействии вибрации в рабочем направле Ж 1809393 А1 (57) Использование: измерительная техника, может быть использовано для создания высокоточных, стабильных и надежных измерительных пьезоэлектрических акселерометров с широкими амплитудными

4астотными ui температурными диапазонами эксплуатации. Сущность изобретения: акселерометр содержит корпус, в котором размещено цилиндрическое основание, на торце которого установлены .пьезоэлементы, поджатые тонкостенной гильзой, жестко соединенной с основанием, причем по наружному диаметру гильзы, соосно с основанием и вокруг него выполнен кольцевой выступ, являющийся инерционной массой акселерометра. 1 ил.

4 нии и практически отсутствие усилия на пьезоэлементы от воздействия боковой составляющей вибрации, так как возникающее а усилие направлено по радиусу массы на бо- (р ковую поверхность основания.

Изобретение поясняется чертежом.

Пьезоэлектрический акселерометр состоит из корпуса 1; который выполнен с цилиндрическим выступом 2. На торце Q выступа расположены пьезоэлементы 3 и (д токосъемник 6, Пьезоэлементы поджаты к основанию дном тонкостенной гильзы 4, которая имеет кольцевое утолщение 5, являющееся инерционной массой. Противоположный срез гильзы связан с основанием выступа. Выходной сигнал, генерируемый пьезоэлементами, снимается токосъемником и с помощью токовывода 7 передается на кабель акселерометра 8.

Акселерометр работает следующим образом.

1809393

При воздействии вибрации в направлении оси акселерометра (выступа), рабочий режим, инерционная масса 5 за счет своей инерции воздействует на гильзу 4,в тонких стенках которой с одной стороны утолщения возникает деформация сжатия, а с другой стороны, растяжения, направленная вдоль оси. гильзы 4; вследствие этого дно гильзы воздействует на пьезоэлементы 3, вызывая на их электродах электрический за-.. "0 ряд, прямо пропорциональный передаваемому усилию.

При воздействии вибрации в перпендикулярном направлении .оси акселерометра усилие, возникающее в йнерционной массе

5, направлено также перпендикулярно оси датчика, соответственно и оси выступа 2, вследствие этого в стенках гильзы возникает деформация сжатия или растяжения, на- 20 правленная.по радиусу стенки гильзы 4, Вследствие этого усилие от воздействия вибрационной массы 5 передается на боковую поверхность выступа 2 и практически не передается на пьезоэлементы 3, вследствие 25 этого на их токосьемниках заряды не генерируются.

Для расширения частотного диапазона измерения и линеаризации придаточной характеристики противоположный дну срез 30 гильзы при соединении с основанием предварительно растягивается, что обеспечивает рабочие деформации тонких стенок гильзы в зоне упругих деформаций металла, Для уменьшения влияния трения между 35 стенками гильзы и выступа на них може наносится вязкая смазка.

Такое техническое решение, позволившее разделить воздействие усилия инерционной массы на пьезоэлементы при различных направлениях вектора вибрации, позволило резко уменьшить дополнительный "паразитный" сигнал от боковой составляющей вибрации, а вследствие этого повысить точность измерения.

Предлагаемое устройство позволило снизить погрешность измерения при воздействии на акселерометр боковой составляющей вибрации с 5% (у серийно выпускаемых акселерометров типа АНС и

АВС) до 0,6 — 1,1% или повысить точность измерения в 4-6 раз, Формула изобретения

Пьезоэлектрический акселерометр, состоящий из корпуса, в котором размещены основание с цилиндрическим выступом, пьезоэлементы, инерционное тело и узел поджатия, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет снижения влияния боковой составля ощей виброускорения, узел поджатия выполнен в виде тонкостенной гильзы, а пьезоэлементы установлены на торце цилиндрического выступа основания и поджаты к нему тонкостенной гильзой, жесткО соединенной с основанием, причем по наружному диаметру гильзы, соосно с цилиндрическим выступом и вокруг него, выполнен кольцевой выступ, являющийся инерционным телом.

1809393

Составитель Т, Макарова

Редактор В. Трубченко Техред М.Моргентал Корректор И. Шмакова

Заказ 1284 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР„

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101