Способ настройки пьезоэлектрических акселерометров
| О Il H C А H И Е (111 54492I
Социалистических
Реслублии
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 09.06.75 (21) 2142611/10 с присоединением заявки М (23) Приоритет
Опубликовано 30.01.77. Бюллетень М 4
Дата опубликования описания 14.03.77 (51) Ч. Кл. - G 01Р 15!08
Государственный комитет
Совета Министров СССР яо лелем изобретений
1 открытий (53) УДК 531.768 (088.8) (72) Автор изобретения
B. В. Смирнов (71) Заявитель (54) СПОСОБ НАСТРОЙ К И П Ь ЕЗОЭЛ ЕКТР И Ч ЕСКИХ
А КСЕЛ ЕРОМЕТРОВ
Изобретение относится к приборостроению, а именно к пьезоэлектрическим преобразователям.
Известен способ настройки пьезоэлектрического акселерометра, содержащего один пьезоэлемент, на минимальную поперечную чувствительность, заключающийся в совмещении центра массы подвижной части (груза) с центром симметрии пьезоэлемента (1). Однако такой способ дает недостаточное уменьшение поперечной чувствительности.
Наиболее близким по технической сущности является способ настройки пьезоэлектрических акселерометров, измеряющих вибрационные и импульсные ускорения, на минимальную поперечную чувствительность путем предварительного подбора и последующего совмещения двух пьезоэлементов в корпусе акселерометра (2). При этом предварительный подбор проводят по диаграммам направленности отдельных пьезоэлементов, снимаемым при вибрационном воздействии на пьезоэлемент (на фиксированной частоте), а совмещение осуществляют путем соответствующего поворота пьезоэлементов друг относительно друга таким образом.,чтобы частные диаграммы поперечной чувствительности отдельных пьезоэлементов были противофазные.
Такой способ позволяет существенно уменьшить относительную поперечную чувствительность виброакселерометров, работающих в строго определенном диапазоне амплитудночастотной характеристики. Однако для пьезоэлектрических акселерометров, предназначенных измерять импульсные ускорения. данный способ настройки не пригоден. Прп ударе, в отличие от вибрации, на пьезоакселерометр
10 воздействуют ускорения со спектром частот в очень широком диапазоне (единицы герц— сотни килогерц). Если определение диаграмм направленности поперечной чувствительности отдельных пьезоэлементов производить этим
15 способом, то не учитываются резонансные явления в поперечном направлении каждого пьезоэлемента и значения поперечной чувствительности собранного пьезоакселерометра с совмещенными двумя пьезоэлементами раз20 личны при действии вибрации плп удара.
Цель изобретения — уменьшение относительной поперечной чувствительности и погрешности измерения импульсных ускорений.
25 Это достигается тем, что по предлагаемому способу для пьезоакселерометров, измеряющих импульсные ускорения, снятие диаграмм направленности поперечной чувствительности отдельных пьезоэлементов производят вудар30 ном режиме с амплитудой ускорения 500—
544921
Формула изобретения
Составитель Н. Граникова
Тскрсд Е. Петрова Коррскторы: Н. Аук il Е. Хмелева
Редактор Т, Рыб )лова
Закал 122)8 Илд. ¹ 134 Тараки 899 По fl»fclfoi
Ц!1ИИПИ Государсл осино) и комитета C.()I)ñòà Миии " ðîâ СССР
IIo;1iY)а() II 3()()fl(l i I:IIÉ Il oTI 1! 1():15, (Ir;(ки"., Ж-35. Ра1и; каи llао.,;1. (5 Тииогр()фи)), )и Саи) иова, 2 1000 д и длительностью импульса 100-150 мсек. Определенные предлягае Illil способом диаграммы направленности попсре шой чувствительности отдельных пьезоэлементов в отличие от известного вибрационного способа учитывают реакцию механической системы датчика с пьезоэлементом íà иу!пульсцое воз действие в 110перечном направлении. Тек! самым с большей точностью определяются диаграммы направленности поперечной чувствительности отдельных пьезоэлементов. Последующее совмещение пьезоэлементов в корпусе собираемого акселерометра производят после предварительного подбора двух пьезоэлементов по максимальным значениям поперечной чувствительности, взятым из диаграмм направленности. Прц этом размещение двух пьезоэлементов в корпусе акселерометра таково, что максимальные значения поперечной чувствительности ориентируются противофазно. Определение величины OT!Iocllrcльпой поперечной чувствительности собранного пьезоякселерометря производят при этот(так ке при воздействии ударных ускорений. Предлагаемый способ ре3лизуfoT ня петрудоемком устройстве к установке с oa,ьчистическим маятником. Испытания способа настройки проводились при настройке пьезоакселерометров для измерения импульсных ускорений до 20000 I)5 Опытная партия этих пьезоакселерометров была собрана и позволила получить максимальную относительную поперечную чувствительность 1 — 5о)в прп воздействии на пьезоакселерометр удара в поперечном направлении. При этом осуществлялось следу!Ощее:;11131 раммы направленности поперечной чувствительности отдельflf f Y пьезоэлементов оп редслялпсь в составе технологического устройстВ(1, ПО I IIOCTI>IO OOTIIOTCTII !Off!Or() If() у1еха111пч(. ской схеме и жссткостныу(113ð3 (f(Tðяч собираемому !!ьезоякселерометру, ffpff lloздействии на пьезоэлемент ударных ускорений ямплптудой 1000 (и длительностью импчлься 100 мсек; пос:!е совмешсния в кор1!усе акселерометра двух пьезоэлементов определялась относительная поперечная -!увствительность -) собранного пьезоакселерометра также при воздействии удара. Полученные таким способом фактические значения максимальной относительной поперечной чувствительности пьезоакселерометра не увеличивались в дальнейшем при воздействии ня пьезоаксслерометр в поперечном н3нравлении и вибрационных и импульсных ускорений. Способ настройки пьезоэлектрических аксе2(! лерометров, предназначенных для измерения импульсных ускорений, состоящий в предварительном подборе и в последу)ощем совмещении двух пьезоэлементов в корпусе акселерометря путем соответствующего поворота 25 пьезоэле!!ентов друг относительно друга такич образом, чтобы частные диаграммы направленности попере шой чувствительности отдельных пьезоэлементов, снятые H режиме вибрации, были противофазны, о т л и ч а ю30 щийся тем, что, с целью уменьшения относительной поперечной чувствительности пьезоакселерометра и погрешности измерения импульсных ускорений, снятие диаграмм направленности поперечной чувствительности 35 отдельных пьезоэлементов производят в ударном режиме с амплитудой ускорения 500— 1000 ь(т и длительност!Ио импульса 100— 150 мсек. Источники инфору!яции, прин)! ь!е 130 13!111-! () мание при экспертизе: 1. )кС1!реСС-1111фору1311ИЯ «1 IС1! I !т((т(. .1ьllь!с приборы и «Tcff;If>f» ¹ 1, 1971, с. 6 — 11 (ff))ототип). 2. IIOI)Ill!1 IO. 11. Виброме)рия. М., «. II;flllè-l5 II0cTpocIIIf(.», 1963, с. 565.
