Пьезоэлектрический акселерометр

 

Союз Советскнх

Соцналнстнческнх

Республнк

ОП ИСАЙ ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») 527665 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (Sl) М, Кл.е

501 P 15/08 (22) Заявленд19.05,75 (21) 2135140/10 с присоединением заявки №Гасударственный номитет

Совета Министров СССР во делам нэооретвний н открытий (23) Приоритет(43) Опубликовано 05,09.76.Бюллетень № gg (46) Дата опубликования описания 08.07.77 (53) УДК 531.768(088,8) Д. Г. Приемскнй, B. В. Смирнов и В, И. Суринов (?2) Авторы изобретения (?1) Заявитель (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АКСЕЛЕРОМЕТР

Изобретение относится к измерительной технике.

Для измерения ударных и вибрационных ускорений используются пьезоэлектрические акселерометры, например, выполненные по схеме с предварительным поджатием пьезоэлемента j2 .

Известны пьезоакселерометры, содержащие корпус, поджимной упругий элемент, щ одну инерционную массу, два пьезоэлемента, электрически включенных так, что механические напряжения одного знака (или сжатия, или разжатия), возникающие в пьезоэлементах под воздействием ускорений, 15 приводят к появлению электрических зарядов, которые на выходе с пьезоакселерометра складываются. Однако такие пьезоакселерометры обладают паразиткой чувст вительностью к динамическому измерению дав-ъО пения, воздействующему одновременно с ускорениями в направлении продольной оси агсселерометра, например, от набегающего потока воздуха, жидкости н т. д. В этом случае возцнкают большие искажения по- 5 лезного сигнала с датчика при измерения, вибрационных или ударных ускорений.

Известен также пьезоэлектрический акселерометр с предварительным поджатием, содержащий корпус, инерционную массу, упругий поджнмной элемент, чувствительные пьезокерамические элементы с токосъемными поверхностями, выполненными из аквадага fl) . Однако этот акселерометр также обладает значительной паразитной чувствительностью к динамическому давлению, воздействующему вдоль

его продольной оси.

Цель изобретения — уменьшение чувствительности акселерометра к изменению давления, воздействующему на акселерометр, и повышение точности измерения ускорений в данных условиях. Это достигает ся тем, что инерционная масса выполнена в виде двух последовательно расположенных частей, между которыми размещен один нз пьезоэлементов, а другой пьезоэлемент находится между основанием корпуса и нижней инерционной массой. Пьезоэлементы электрически соединены между со527665 бой так, что электрические заряды, возникающие на обкладках и,ьзоэлементов от действия давления, компенсируются полностью, а при действии ускорения - час» тично. Такое исполнение пъезоакселеромеч ра делает его практически нечувствительным к воздействию внешнего изменяющего давления и- в то же время обеспечивает достаточно высокое значение чувствительности к измеряемым вибрационным или ц ударным ускорениям.

На чертеже изображен схематически пьезоэлектрический акселерометр.

На основании 1 корпуса расположены последовательно пьезоэлемент 2, инер-ционный элемент 3, пьезоэлемент 4 и инерционный элемент 5. Указанные детали поджаты к основанию корпуса упругим элементом 6, упирающимся в крышку 7.

:. Последняя крепится к основанию 1 корпу- рр

ca„ например, резьбой. Заряды с пьезоэлементов снимаются электрическими выводами 8. Акселерометр к объекту испытаний крепится, например, резьбовой шпиль-, кой 9. 25

Пьезоакселерометр работает следующим образом., „, Давление Р, действующее на крышку

7, приводит к возникновению в обоих пьеl зоэлементах механических напряжений оц- 30 ного знака (сжатие) и одной величины . Н1 так как пьезоэлементы 2 и 4 ориентированы электрически навстречу друг другу (направление поляризации обоих пьезоэлементов совпадает), то электрические 35 заряды, образующиеся при этом на обоих пьезоэлементах, практически полностью

4 компенсируются. В то время под воздействием чскорения (например, снимающего оба пьезоэлемента) на пьезоэлемент 2 действует сила, пропорциональная суммарной массе двух инерционных элементов

3 и 5, а также пьезоэлемента, на пьезоэлемент

4 действует меньшая сила, пропорциональная только массе элемента 5. Поэтому происходит лишь частичная компенсация электричес . ких зарядов, возникающих на пьезоэлемен» тах под воздействием ускорения, и акселерометр чувствителен к ускорениям.

Формула изобретении

Пьезоэлектрический акселерометр, со» держащий корпус, упругий элемент, инерционную массу и два пьезоэлемента, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью обеспечения нечувствительности акселерометра к воздействию волн давления, инерционная масса выполнена в виде двух последовательно расположенных частей, между которыми размещен один из пьезоэлементов, а другой пьезоэлемент размещен между основанием корпуса и нижней инерционной массой, причем пьезоэлементы обращены к нижней инерционной массе электрдами противоположной полярности

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство ¹ 408220, кл. Q 01 Р 15/08, 1972 r.

2. Брюль и Къер. Технические данные" май 1972 r. (мод. 4333) .

Составитель Г, Гранникова

Редактор О. Филиппова Техред С, Беда Корректор Л. Веселовская

Заказ 864/49 Тираж 1029 Подписное

111-!ИИ!!!1 Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПП!! !1атент", r. Ужгород, ул, Проектная,