Пьезодатчик ускорений
43 96 - ":ЬИМ
1 ка 954
О Л И С А Н И Е 375556
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”
Заявлено 10Х111.1970 (№ 146I3965118-10) с присоединением заявки №вЂ”
Приоритет
Опубликовано 23.111.1973. Бюллетень № 16
Дата опубликования описания 21.V.1973
М. Кл. G Olp 15/08
Коиктет оо аелов изобретений и открытий аро Сооето е1нниотров
СССР
УДК 5,31.768(088.8) Автор изобретен.ия
П. И. Остроменский
Заявитель
ПЬЕЗОДАТЧИК УСКОРЕНИИ
Изобретение относится к области измер ительной техники.
Известны пьезодатчики ускорений, содержащие основание, инерционную массу и последовательно включенные в элекпр ическую цепь пьезоэлементы.
Предложенный пьезодатчик ускорений позволяо r,oïðåäåëèòü резонансы крепления датчика к исследуемому объекту и уменьшить чувствительность датчика к деформациям объекта, благодаря тому что пьезоэлементы расположены симметрично относительно друг друга на пропи воположных сторонах основания. ,На фиг. 1 показан предложан ный |пьезодатчик;. на фиг. 2 — дана электрическая схема соединения пьезоэлементов.
Пьезодатчик ускореиий содцржит основание
1, пьезоэлементы 2 и 8, и нер ционный элемент
4, крышку 5 и антивибрационный ка бель 6, имеющий изолированные от основания 1 проводниии 7, 8 и 9.
Датчик крапят к исследуемому объекту 10 клеем или винтами. Пьезоэлементы 2 и 8 представляют собой плоские пластины, изтотовленные из пьезокерамики lUo толпоине,,на. их поверхности, Kðoìå торцов, на носят металлические электроды.
Такие пьезоэлементы имеют отличную от нуля чувствителыность к напряжениям ра стяжен ия — сжатия произвольных направлений.
К воздействию других видов механических напряжений они не чувствительны. П ри сборке датчика пьезоэлементы 2 и 8 приклеивают симметрично на противоположных поверхно5 стях ocHOBBIHия 1 и электроизолируют на основании, надример, глубоиим анодирова нием последнего. Оси поляризации пьезоэлементов
2 и 8 ориентируют в противоположных на правлениях.
10 Пьезоэлементы 2 и 8 включены в электр ическую цепь последовательно, Подгонку чувс1виTeJIbHolcTH пьезоэлемента 2 для пол ной компенсации IcHUHBJIQB датчика, вызванных деформациями исследуемого объекта, осуществляют
z5 выбором электрических характеристик при проектировании и п унтировании этого пьезоэлемента емкостью 11, подбираемый при калибровке датч и ка на специальном стенде,,При калибровке датчика на исследуемом
2О:объекте электрические колебания напряжением U от генератора проводниками 8 и 9 подаются на пьезоэлемент 2. Электричесиий сигнал У„ lпpolпорlциоlнаJIьный колебаниям olcновжния 1, возбуждаемым пьезоэлемантом 2, 2S подается в регистрирующее устройство проводниками .7 и 8. Проводник 8 при калибровке исполызуют в качестве общего проводника; при измерении,вибрации этот проводник изолируют и в измерительную цепь не включают.
30 Электрические сигналы U, с пьезоэлементов
Предмет изобретения
Фиг. f
Фиг. 2
Составитель В. Жилейкина
Редактор Т. Рыбалова Текред T. Курилко
Корректор Л. Царькова
Заказ 1357720 Изд. № 1348 Тираж 755 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
- 1,ф ф, г
: с:5 Щ * МЮ ф, ф.
-3755
° . I 1
2 и 8 подаются в регистрирующее устройство. проводниками 7 и 9.
|Пьезодатчик ускорений работает следующим образом.
При воздействии вибрации и дефсрмаций от исследуемого объекта на датчик в пьезоэлементе 8 вырабатывается электричеокий ситнал, пропорциональный механическим нап ряжениям от воздействия инерционного элемента
4 и деформаций основания 1. В это же время т0 под действием деформаций основания 1 в пьезоэлементе 2 также появляется электрический свпнал, пропор циональный напряжениям растяжения — сжатия основаlния (к воздействию механичесиих напряжений других типов 15 пьезоэлеме1нты 2 и 8 не чувствительны).
Деформации вибрирующего исследуемого объекта 10, передаваемые основанием 1, вызывают в атьезоэлементах 2 и 8 одинаковые по знаку напряжения растяжения — сжатия и 20 равные по величине электрические .сигналы.
Противоположная поляризация пьезоэлементов 2 и 8 и,схема их включения обеспечивают вычитание электрических сигналов с пьезоэлементов. 25
Выходной электрический сипнал U, датчика пропорционален только ускорению вибрации или уда ра исследуемого объекта. В случае ютсутствия деформаций и сследуемого объекта пьезоэлемент 2 работает как обычная ч0 емкость, включенная последовательно в измерительную цепь датчика.
При калибровке датчика провод н иками 8 и 9 на пьезоэлемент 2 подают электрические колебания U, от звукового генератора. В пьезоэлеме нте 2,возбуждаются механические колеба ния растяжения — сжатия по толщине, которые передаются основанию I, вызывая его юлебания. Эти колебания воспринимаются пьезоэлементом 8 и .инерционным элементом 40
4. На электродах пьезоэлемента 8 появляется электрический сигнал U„, пропорционалыный колебаниям угловой скорости, Пьезодатчик уcKOippний, содержащий основа ние, и нер ц ионную массу и последовательно включенные в цепь цьезоэлеманты, отличаюи ийся тем, что, с целью о пределения резонансов крепления датчика к исследуемому объекту и,уменьшения чувствительности датчика к деформациям объекта, пьезоэлементы ipacположены симметрично HB противоположных сторонах основа1ния.
