Пьезоэлектрический акселерометр

 

О П И С А Н И Е IIi! 574679

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.07.75 (21) 2155155 18-10 (51) М. Кл. - G 01Р 15,, 08 с присоединение;I заявки Я

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.09.77. Бюллетень Ке 36

Дата опубликования описания 23.09.77 (53) УДК 531.768(088.8) (72) Авторы изобретения

Л, A. Гартель и Л. H. Клешнина (71) Заявитель (54) ПЬЕЗОЗЛЕКТРИт1ЕСКИЙ АКСЕЛЕРОМЕТР

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения вибрационных ускорений различных объектов, Известны пьезоакселерометры, пьезоэлементы которых работают на сжатие, имеющие в своем составе калибровочные элементы или устройства и звено малой жесткости — нру>киНу, а также пьезоакселерометры, содержащие рабочий пьезоэлемент и инерционную массу, где для электрической развязки пьезоэлемента от корпуса служит лейкосапфировый шарик.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является пьезоакселеро-, метр, пьезоэлементы которого работают на сжатие, содержащий рабочий пьезоэлемент, калибровочный, инерционную массу, располо>кенную над ними, и пружину, служащую звеном малой мощности.

В таком акселерометре сложное калибрующсе устройство, для реализации которого применяют специальные магнитоэлектрпческпе устройства, При использовании пьезоэлементов возникает необходимость в нескольких плоских электроизолирующих пластинах. Кроме того, для обеспечения плотного контакта пьезопластин по всей плоскости с корпусом необходимо точное изготовление деталей акселерометра: корпуса, плоских изоляторов, инерционной массы.

Цель изобретения — упрощение конструкции и обеспечение электрической и механической

5 развязки между пьезоэлементами.

Это достигается тем, что в предлагаемом акселсрометре инерционная масса разделена на две составляющие, сопряженные каждая с

10 одним из пьезоэлементов и соединенные между собой с помощью узла электромеханической развязки.

Узел электромеханической развязки выполнен в виде запрессованных в составляющие

15 инерционной массы конических вставок из оксидированного сплава с установленным между ними стальным шариком.

На чертеже показан акселерометр, общий ви

20 Акселерометр содержит корпус 1 с грибком 2 в основании, рабочий пьезоэлемент 3 с электродами 4, калибровочный пьезоэлемент

5 с электродами 6, рабочую инерционную массу 7. калибровочную инерционную массу 8, 25 узел электромеханической развязки, состоящий из конических вставок 9 H стального шарика 10 ме>кд ННМН, прижимную гайку 1 1, обеспечивающую необходимое прсдварптельное усилие зажатпя пьезоэлементов и пнерци30 онных масс, встроенный предварительный усп574679 литель 12 в самостоятельном корпусе и крышку 13.

Акселерометр работает в двух режимах следующим образом.

При воздействии вибрационного ускорения на корпус прибора инерционные усилия от действующей массы на рабочий пьезоэлемент

3 создают на его электродах 4 напряжение, пропорциональное действующему ускорению, которое подается на вход усилителя с большим входным и малым выходным сопротивлениями.

В режиме калибровки (при отсутствии внешнего ускорения) от генератора подается переменное или импульсное электрическое напряжение на электроды 6 калибровочного элемента 5, которое его возбуждает. Через инерционную массу 8, шарик 10 и массу 7 возбуждение передается на рабочий пьезоэлемент 3, напряжение с электродов 4 которого подается на усилитель. Таким образом создается возможность автоматической дистанционной проверки и калибровки всего тракта измерения виброускорения, включая и его электронные блоки, для приборов, установленных в труднодоступных местах, к надежности которых предъявляются высокие требования.

Узел развязки между рабочим и калибровочным элементами выполнен в виде стального шарика и конических вставок, изготовленных из оксидированного алюминиевого сплава, которые обладают высоким сопротивлением изоляции, что позволяет осуществить надежную электрическую развязку между

5 пьезоэлементами. При этом одновременно достигается возможность самоориентации основных элементов акселерометра при поджатии гайки.

10 Формула изобретения

1. Пьезоэлектрический акселерометр, содержащий инерционную массу, соединенную с рабочим и калибровочным пьезоэлементами, 15 установленными с противоположных сторон инерционной массы, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и обеспечения электрической и механической развязки между пьезоэлементами, инерционная

20 масса разделена на две составляющие, сопряженные каждая с одним из пьезоэлементов и соединенные между собой с помощью узла электромеханической развязки.

2. Акселерометр по п. 1, отл и ч а ю щи и ся

25 тем, что узел электромеханической развязки выполнен в виде запрессованных в составляющие инерционной массы конических вставок из оксидированного алюминиевого сплава, между которыми установлен со линитель30 ный стальной шарик.

574679

8лаУ

Зл лод

Составитель Н. Граникова

Редактор Т. Рыбалова Техред М. Семенов Корректоры: Л. Брахнина и О. Тюрина

Подписное

Заказ 2131/11 Изд. № 794 Тираж 1109

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2