Пьезоэлектрический датчик

 

1:

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 503603

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.06. 74 (21) 2032034118-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.02.76Бюллетень ¹ 7 (45) Дата опубликования описания 18.03.76 (51) М. Кл.

В 06 B 1106, Государственный комитет

Соввта Министров СССР оо делам изобретений н открытий (У) УДК 637.228.1 (088,8) В, Г. Бобыль, Л. N, Бойко и Ю, И, Мустафин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Днепропетровский инженерно-строительчый институт (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК

15

25

Изобретение относится к акустике и может найти применение для определения с физических характеристик различных материалов путем измерения параметров распространения сдвиговых и продольных волн.

Известен компонентный пьезоэлектрический датчик, позволяющий одновременно регистрировать несколько типов деформаций. Датчик содержит систему склеенных пьезопластин, обкладки которых электрически изолированы одна от другой и подключаются к регистрирующему устройству через сумматор, который выдает сумму и разность электрических сигналов, снимаемых с каждой пластины, посредством последовательного их вк .ючения в фазе и противофазе. При этом к одному входу регистратора поступает сигнал, вызванный деформацией изгиба (сигнал деформации сжатия компенсируется), к другому входу — сигнал, вызванный деформацией сжатия (деформация изгиба компенсируется).

Однако в импульсном режиме работы !. .сигнал, выэванныи деформациеи сжатия, не компенсируется из-за различия амплитудно -частотных характеристик отдельных пластин, составляющих компонентный датчик. Разница в амплитудах сигнала не линейна и для каждого значения часто ты имеет различное значение, в отличие от непрерывного режима, когда на одной заданной частоте постоянная разница может быть устранена введением аттенюаторов.

Таким образом, наличие нескольких пьезопластин не позволяет использовать датчик в импульсном режиме измерений.

Бель изобретения — одновременная регистрация продольной и сдвиговой деформаций в импульсном режиме измерений.

Для этого в предлагаемом устройстве на верхнюю грань пьеэопластины нанесены два равных по площади электрически изолированных электрода, а на противолежащую грань — один электрод, подключенные к коммутатору, выход которого соединен с входами регистрирующег:. устройства.

SO36O3

ЦНИИПИ Заказ 6 Тираж 69О . Подписное

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Датчик состоит из пьезопластины 1, вектор поляризации которой перпендикулярьн к электродам 2, 3 и 4. На ниж- 5 нюю грань датчика нанесен электрод 2, а на противоположную, т.е. в .рхнюю граньдва электрода 3 и 4, равные по плоша ди и электрически изолированные.

Электроды 2, 3 и 4 пьезоплостины 1 1 подключены к коммутатору 5, выход которого соединен с входами регистрирующего устройства 6, например двухлучевого осциллографа. Пьезопласчина 1 регистрирует продольную A и сдвиговую (поперечную)

B деформации.

При измерении сдвиговой деформации на первый вход регистрируюшего устройства 6 через коммутатор 5 подается сигнал, снимаемый с электродов 3 и 4. Из- 20 меряемая деформация вызывает в пьезопластине 1 деформацию изгиба, материал пьезопластины, прилежашей к электроду

3 (4), испытывает деформацию растяжения, а одновременно другая часть пьезо- 25 пластины, под электродом 4 (3), испытывает деформацию сжатия, в результате чего между электродами 3 и 4 возникает раз« ность потенциалов.

При измерении продольной составляю,аей акустических колебаний на второй вход регистрируюшего устройства 6 через коммутатор 5 подается сигнал, снимаемый с электрода 2 и параллельно соединенных м.ектродов 3 и 4.

Продольная деформация пьезопластины

1 возбуждает на электродах Э и 4 равнине потенциалы одного знака, так как плошади электродов 3 и 4 равны и, следовательно, разность потенциалов, вызванная продольной деформацией, в этом случае равна нулю. формула изобретения

Г ьезоэлеКтрический датчик, содержащий пьезопластину с электродами и регистрируюшее устройство, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью одновременнной регистрации продольной и сдвиговой деформа,ций; в импульсном режиме измерений, на одйу грань пьезопластины нанесены два равных по плошади электрически изолированных электрода, а на противолежашую грань — один элект эд, подключенные к коммутатору, выход которого соединен с входами регистрируюшего устройства.