Частотный пьезопреобразователь механических величин

 

Сеюз Советскии

Сециакистическик

Респубики

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()642656 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.1275 (21) 2303508t18-25 с присоединением заявки Ph(23) Приоритет

Опубликовано 150179 Бюллетень 3h 2

Дата опубликования описания 150179. (53) М. Кл. а о1 ч ь /jlg gg

Государственный комитет

СССР по деяам нзобретеннй н открытий (53) УДК 550 834 (088 ° 8) (72) Авторы изобретения

И,С.Хлыстунов и В.N,Ïëóæíèêîâ f»

/р,:

Всесоюзный научно-исследовательский институт .-- ",, / геофизических методов разведки (71) Заявитель (54) ЧАСТОТНЫЙ ПЬЕЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МЕХАНИЧЕСКИХ

ВЕЛИЧИН

Изобретение относится K области элементов автоматики и измерительной техники. Преобразователь может быть использован s геофизической аппаратуре для измерения давления, глубины погружения, амплитуды волнения поверхности моря, температуры, ускорения и усилия.

Известен дифференциальный пьезоакселерометр с частотным выходом, содержащий два пьезорезонатора на одной пьезопластине, жестко закрепленной углами в корпусе jl).

ОДнако в известной конструкции измеряемое воздействие создает только продольные деформации пьезорезонаторов, что и обуславливает низкую чувствительность дифференциального пьезоакселерометра. Функциональные возможности устройства ограничены областью измерения ускорений.

Известен также пьезоэлемент частотного пьезодатчика, содержащий консольно закрепленную пьезопластину с двумя пьеэорезонаторами, свободно

25 опертую на подвижное. основание (2$

Однако наличие подвижных элементов и скользящих механических контактов. резко увеличивает погрешность этого пьезоэлемента.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является частотный пьеэопреобраэователь механических величин, содержащий жестко закрепленную по краям мембрану и пьеэореэонатор (31.

В этом устройстве, представляющем цифровой пьезодатчик ускорения, инерционная масса укреплена между двумя мембранами с подпятниками, в которых закреплены силочувствительные пьезорезонаторы.

Однако прн такой схеме подачи измеряемого воздействия-ускорения на ьезорезонаторы чувствительность датчика оказывается низкой. Это обусловлено тем, что чувствительность пьеэорезонаторов к продольным деформациям на два порядка ниже, чем к поперечным. Устройство отличается узкими функциональными возможностями, поскольку может быть использовано лишь при измерении ускорений.

Целью изобретения является повышение чувствительности частотного пьезопреобразователя механических величин и расширение его функциональных воэможностей.

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве к поверхности мемФормула изобретения

Фиг. Я

Составитель Л.Солодилов

Техред С.Мигай Корректор Д.Мельниченко

Редактор Л.Батанова

Заказ 7752/43 Тираж бдб Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4

3 6426 брани прикреплены .Уголковые.консоли, свободные концы которых. жестко.связаны пьезореэонатором.

На фиг. 1 изображен частотный пьезопреобраэователь; на фиг. 2 вЂ,кинематическая схема нагружения и де- формации мембраны и резонатора, Частотный пьезопреобразоватЕль ме- 5 ханических величин состоит из жесткого цилиндрического основания 1, в теле которого выполнена мембрана 2 с двумя идентичными уголковыми консолями 3 и. 4 с внутренней стороны. На 30 свободных концах консолей жестко закреплен пьезорезонатор 5 с электродами 6. На внешней стороне мембраны 2 в центре выполнен цилиндрический подпятник 7 для подачи усилий или для закрепления инерционной массы (на чертеже не показана).

Устройство работает следующим образом.

Под действием давления (фиг.2) на внешнюю сторону мембраны 2 или усилия на подпятник,7 мембрана прогибается, деформируя пьезорезонатор 5. Это вызывает девиацию резонансной частоты последнего, пропорциональную величине давления Р или усилия, приложенно25 го к подпятнику 7.

Регистраций величины изменения резонансной частоты пьеэорезонатора осуществляется ei.о включением в любую из известных схем автогенераторов в качестве частотозадающего элемента.

Предлагаемое изобретение обеспечивает одновременно с растяжением двойной изгиб пьеэорезонатора, составляющие которого равны по величине и имеют одинаковый знак, что позволяет увеличить в 50-100 раэ чувствительность пьеэопреобраэователя механических величин.

Для описываемого преобразователя расширены фуйкциональные возможности

его применения, Он может быть использован для измерения усилия, давления, ускорения, звукового давления и температуры. Два преобразователя могут быть объединены в дифференциальный датчик и образовать, например, дифманометр.

Частотный пьезопреобразователь механических величин, содержащий жестко закрепленную по краям мембрану и пьезорезонатор, о т л и ч-а юшийся тем, что, с целью повышения чувствительностй частотного преобразователя и расширения его функциональных возможностей, к поверхности мембраны прикреплены уголковые консоли, свободные концы которых жестко связаны презорезонатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство

9 296037, K . G 0l Р 15/08,i1970.

2. Авторское свидетельство

345593, кл. Н 03 Н 9/18, 1971.

3. Патент США 9 3386292, кл, 73- 517, 1969.