Пьезоэлемент дифференциального частотного пьезодатчика механических величин

 

О П И С А Н И Е 351300

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт, свидетельства №

Заявлено 05.VIII.Ü 10 (№ 1466026/18-10) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 1 3.1Х.1972. Бюллетень ¹ 27

Дата опубликования описания 20.IX.1972

М. Кл. Н 03h 9/18

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете 1лииистров

СССР

УДК 53.082.73(088.8) Авторы изобретения

В. В. Малов и М. С. Хлыстунов

Заявитель

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженернофизический институт

ПЬЕЗОЭЛЕМЕНТ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ЧАСТОТНОГО

ПЬЕЗОДАТЧИКА МЕХАНИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

Изобретение относится к области измерительной техники.

Известны пьезоэлементы дифференциального частотного пьезодатчика механических величин, содержащие два выполненных в моноблоке — пластине из пьезоактивного материала пьезорезонатора.

Цель изобретения — снижение и гистерезисности характеристики датчика и повышение технологичности узла крепления пьезоэлемента.

Это достигается тем, что каждый из пьезорезонаторов соединен с моноблоком двумя перемычками, лежащими в плоскости пьезопластины параллельно одна другой и при соединенными к контуру пьезорезонатора в диаметрально противоположных точках. Перемычки первого резонатора расположены непараллельно перемычкам второго, причем контролируемое механическое воздействие подводится по двум противолежащим торцам пьезопластины и направлено вдоль оси, соединяющей центры резонаторов.

На фиг. 1 показан предлагаемый пьезоэлемент.

Пьезоэлемент содержит пьезопластину 1, пьезорезонаторы 2 и 8 с нанесенными электродами 4 и 5 (вторые электроды пьезорезонаторов находятся на невидимой плоскости пластины под электродами 4 и 5). В пластине 1 проделаны сквозные отверстия б, 7, 8 и 9. Пьезорезонаторы 2 и 8 соединены с телом пьезопластины 1 через перемычки 10, 11, 12, 18.

Пьезорезонаторы подключены в схемы авго5 генераторов через токовые выводы 14, 15, 15, 17.

Для пояснения принципа действия датчика на фиг. 2 приведена схема нагружения дискового пьезорезонатора 18 усилием 19, прикла10 дываемым к краю пьезоэлемента в диаметрально противоположных точках. Усилие 19 прикладывается под углом а относительно оси 20.

На фиг. 3 приведен график зависимости си15 ловой чувствительности 21 от угла а для кварцевых пьезорезонаторов AT-срезы, обычно используемых в частотных пьезодатчиках. Аналогичными по виду зависимости характеризуются и пьезоэлементы, выполненные на базе

20 других срезов кристалла. Как видно из фиг.3. изменение угла приложения силы а может повлечь за собой изменение силовой чувствительности не только по величине, но и по знаку, Вследствие этого, при подаче усилий на

2s пьезорезонаторы 2 и 8 через перемычки 10, 11 и 12, 18, сориентированные относительно оси

20 под различными углами (фиг. 1), можно обеспечить девиации частот пьезорезонаторов

2 и 8 различными по знаку, тем самым создагь

30 дифференциальную характеристику датчика

351300

Предмет изобретения

1Ф б 10 2 t гг г5

Фиг 3

12 9

Фиг. 1

Составитель В. Жилейкина

Техред Е. Борисова

Корректор Л. Царькова

Редактор Т. Рыбалова

Заказ 3018/14 Изд. № 1273 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская наб., д. 415

Типография, пр. Сапунова, 2 при подаче нагрузки на край пьезоэлемента по граням 22 и 28.

Так, ориентация перемычек 10 и 11 пьезорезонатора 2 под углом к (фиг. 3) приводит к положительным девиациям частоты под действием сжимающего усилия, приложенного к граням 22 и 28. Та же нагрузка, приложенная к пьезорезонатору 8 через перемычки 12 и 18, соориентированные под углом о.з, ведет к отрицательным девиациям частоты этого резонатора.

При замене сжимающего усилия растягивающим знаки девиаций часгот обоих пьезорезонаторов изменяются на противоположные.

Изменяя ориентацию перемычек, обеспечивают одинаковую силовую чувствительность пьезорезонаторов 2 и 8. Дополнительные пути изменения силовой чувствительности заключаются в вариации размеров перемычек и отверстий.

Пьезоэлемент дифференциального частотного пьезодатчика механических величин, содер5 жащий два выполненных в моноблоке — пластине из пьезоактивного материала — пьезорезонатора, отличающийся тем, что, с целью снижения гистерезисности характеристики датч 1ка и повышения технологичности узла

10 крепления пьезоэлемента, каждый из пьезорезонаторов соединен с моноблоком двумя перемычками, лежащими в плоскости пьезопластины параллельно одна другой и присоединенными к контуру пьезорезонатора в диамет15 рально противоположных точках, указанные перемычки первого резонатора расположены непараллельно перемычкам второго, причем контролируемое механическое воздействие подводится по двум противолежащим торцам

20 пьезопластины .и направлено вдоль оси, соединяющей центры резонаторов.