Пьезоэлектрический акселерометр

 

,,1.1 558220

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6о1оа Советскlljf

Соцналиетнчвскнк

Ресоуй11нн (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.12.75 (21) 2305587, 10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.05.77. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 21.06.77 (51) М. Кл. 0 01Р 15/08

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изаоретений н открытий (53) УДК 531.768(088.8) (72) Авторы изобретения

В. П. Дунаевский, М. И. Субботин и А. H. Вуколов (71) Заявитель (54) П ЬЕЗОЭЛ ЕКТРИ Ч ЕСК И Й АКС ЕЛ ЕРОМЕТР

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения вибрации и удара и может быть использовано при измерении вибрационных и ударных процессов на современных изделиях при воздействии широкого диаг1азона влияющих факторов.

Известны пьезоэлектрические акселерометры с одним или двумя пьезопреобразователями, установленными на основании и работающими на сжатие. Они имеют высокую собственную частоту и чувствительность, однако наряду с этим слабо защищены от воздействия влияющих факторов, например деформации основания и перепадов температуры объекта или окружающей среды. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является пьезодатчик ускорений, содержащий основание, на одной стороне которого установлен пьезопреобразователь с инерционным грузом, создающий под действием ускорения полезный сигнал, а на другой стороне в полости симметрично порвому установлен второй пьезопреобразователь с такими же характеристиками без инерционного груза. Ооа преобразователя в1елючены последовательно. При деформации основания или изменении температуры датчика на обоих преобразователях возникают паразитные сигналы, однако на пьезопреобразователе без груза паразитный сигнал имеет противоположную полярность.

За счет этого достигается компенсация паразитных сигналов.

Однако основание, с обеих сторон которого

5 расположены пьезоэлементы для Обеспечения высокой собственной частоты, что нсобходп..,lo при вибрационных испытаниях современных изделий) ДОлжнО иметь большую жесткость, а следовательно, и большую толщину. Это в

10 свою очередь ведет к С11ижени1о точности акселерометра> таl " как паразптпые возмущения (деформация, температура, вызывают разные сигналы на пьезопреобразоватслях причем разность тем больше, чем дальше один пьсзо15 элемент уДален От Другого (Оольше то 1111IIHa основания), а значит степень их компенсации — слабее. Наличие же в схеме подгоночного конденсатора не устраняет по. IHocTblo это влияние, так как он может быть настроен на

20 комйенсацию только какого-либо одного влияющего фактора, Кроме того, пьезопреобразователь без груза, используемый для компенсации, снижает чувствительность акселерометра, так как этот пьезопреобразователь являет25 ся нагрузкой и не создает полезного сигнала.

Целью изобретения является повышение точности и чувствительности. В описываемом акселерометре это достигaeTcII тем, что его основание выполнено в виде набора дисков, 30 соединенных прокладками по опорным поверх558220

Формула изобретения

Составитель Н. Граникова

Тскред A. Камыгнникова Корректор Л. Орлова

Редактор Л. Тюрина

Заказ 1154/10 Изд. № 426 Тираж 1106 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я(-35, Раушская наб., д. 4j5

Типография, пр. Сапунова, 2 ностям и образующих монолитный пакет; инерционный груз выполнен в виде нескольких отдельных элементов, расположенных па дисках основания; пьезопреобразователи выполнены в виде отдельных элементов, расположенных между дисками основания и элементами инерционного груза, причем оси поляризации преобразователей направлены в одну сторону, а элементы груза электрически соединены между собой.

На чертеже схематически показан описываемыйый акселерометр.

его основание состоит из набора дисков 1 и прокладок 2, установленных на опорных поверхностях дисков и скрепленных между собой в монолитный пакет. На обеих сторонах дисков установлены одинаковые пьезопреобразователи 3 с укрепленными на них элементами инерционного груза 4. Инерционные грузы (кроме крайних) соприкасаются торцовыми поверхностями с пьезоэлементами, установленными на соседних дисках, и образуют также монолитный пакет.

При действии ускорения вдоль оси акселерометра преобразователи на разных сторонах дисков испытывают разную деформацию (растяжение или сжатие). При воздействии же неизмеряемых компонент, например ускорения, перпендикулярного к оси акселерометра, или влияющих факторов все пьезопреобразователи испытывают деформацию одного знака. Соответству1ощее включение преобразователей позволяет суммировать абсолютные ве5 личины полезных сигналов и вычесть паразитные. Для этого нужно, например, чтобы направление поляризаций всех преобразователей было одинаковым, а все элементы инерционного груза — соединены между собой.

10 Выходной сигнал снимается с груза и основания.

Пьезоэлектрический акселерометр, содержа15 щнй основание, инерционный груз и пьезопреобразователи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности, его основание выполнено в виде набора дисков, соединенных прокладками по опорным

20 поверхностям и образующих монолитный пакет; инерционный груз выполнен в виде нескольких отдельных элементов, расположенных на дисках основания; пьсзопреобразователи выполнены в виде отдельных элементов, 25 расположенных между дисками основания и элементами инерционного груза, причем оси поляризации преобразователей направлены в одну сторону, а элементы груза электрически соединены между собой.