Трехкомпонентный виброизмерительный преобразователь

 

В. А, Никулин и В. Д. Мазин (72) Авторы изобретения

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина (Vl ) Заявитель (54) ТРЕХКОМПОНЕНТНЫЙ ВИБРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к виброметрии и может быть применено во всех случаях, требующих измерения малых и средних виброускорений по трем составляющим, в частности в сейсмометрии, инженерной сейсмологии и при испытании прецизионных изделий.

Известны трехкомпонентные виброизмерительные преобразователи, состоящие из корпуса, трех пьезоэлементов, работаюшнх иа рас-. тяжение- сжатие, ориентированных во взаимно: перпендикулярных направлениях и зажатых пружинами между инерционными массами и корпусом (1).

Такие акселерометры имеют значительные погрешности от боковых соетавляющнх.

Наиболее близким к предложению по техническому существу и достигаемому результату является трехкомпонентный виброизмерительный преобразователь, содержащий корпус, установленные в нем три пары пластинчатых пьезоэлементов, расположенных во взаим. но- перпендикулярных плоскостях, размещенный в центре корпуса держатель, к которому прикреплены установленные по одной оси пьезо2 элементы каждой пары, и упругий подвес в виде струн, соединенных со свободными кон- цами пьезоэлементов (2).

- При колебаниях держателя относительно корпуса преобразователя пластинчатые пьезоэлементы работают на изгиб.

Струны упругого подвеса, попарно закрейленные своими концами в корпусе по трем

О взаимно перпендикулярным направлениям относйтеяьно плоскостей пьезоэлементов, имеют большуй» продольную жесткость, которая много кратно выше изгибной жесткости пьезоэлементов, и малую поперечную жесткость. Это способствует значительному снижению погрешности от боковых составляющих.

Размеры корпуса этого преобразователя определяются длиной пластинчатых пьезоэлементов и габаритами держателя, выполненного в ви2О де куба с гранями, ширина которых равна ширине прикрепленных к нему пластянчатых пьезоэлементов.Но поскольку ширина и длина пластинчатых пьезоэлементов определяет чувствительность преобразователя и его погреш.38

4 элементов, расположенных в одной плоскости, эта пара нагружается силой инерции держателя и остальных двух пар пьезоэлементов.

Следовательно, роль инерционного элемента преобразователя выполняют держатель и две пары пьезоэлементов, не чувствительные к измеряемому третьей парой элементов вектору виброускорения.

При этом размеры поперечного сечения стержней 1 — 3 держателя могут быть существенно меньше ширины пластинчатых пьезо- элементов, так как определяются только прочностными свойствами материала этих стержней.

7159 ность от боковых составляющих, то такой преобразователь получается громоздким. Так как инерционной массой является толь .

I ко держатель, то преобразователь получается весьма тяжелым .

Целью изобретения является уменьшение веса и габаритов преобразователя.

Указанная . цель достигается тем, что в известном преобразователе, содержащем корпус, устаФовлеййьге в" нем три пары пластинчатых пьезоэлементов, расположенных во взаимно = гГерпейдикулярных плоскостях, размещенный в" центре корпуса держатель, к которому прикрег1лены пьезоэлементы, и упругий подвес в виде струн, соединенных со свободны ми концами т1ьезоэлементов, в каждой иэ плоскостей пьезоэлементы установлейы параллельно, образуя зазор, через который проходит

= =пара пьезоэлементов, расположенных в другой

ыоскостй, -а держатель выполнен в вийе трех

" ""взаимно перпендикулярных стержней, которые жестко связаны между собой в средней части

;1 и скреплены со средней частью пьезоэлементов.

На приведенном чертеже изображена аксонометрическая проекция предложенного преоб- 25 разователя с держателем, выполненным, в ви. де- трех взаимп6 перпендикулярных стержней

1 — 3, которые жестко связаны между собой . в средней части и скрепленными своими

""средними частями тремя парами пластинчатых пьезоэлементов 4 — 6. Пьезоэлементы каждой

"" из этих пар установлены в одной из взаимно =йерпбйфЬ<улярных плоскостей параллельно один другому, образуя зазор, через который проходит другая пара пьезоэлемейтов, расположенных в другой плоскости. Концы каждой пары пьезоэлементов 4 — 6 соединены между собой тремя парами наконечников

7 — 9 и с их помощью закреплены на серединах струн (на чертеже часть этих струн щ условно оборвана) 10-12 упругого подвеса, Струны 10 — 12 крепятся в корпусе 13 (на, черте>ке часть ребер корпуса условно вырвана).

При воздействии виброускорения, направленного перпендикуляр .о одной из пар пьезо- 15

Формула изобретения

Трехкампонентный виброизмерительный преобразователь, содержащий корпус,: установлейные в нем тви пары пластннчатых пьезоэлементов, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях, размещенный в центре корпуса держатель, к которому прикреплены пьезоэлементы, и упрутий подвес в виде струн, соединенных со свободными концами пьезоэлементов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения веса и габаритов преобразователя в каждой из плоскостей пьезоэлементы установлены параллельно, образуя зазор, через который проходит пара пьезоэлементов, расположенных в другой плоскости, а держатель выполнен в виде трех взаимно перпендикулярных стержней, кото- . рые жестко связаны между собой в средней . части и скреплены со средней частью пьезоэлементов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1, Каталог, Брюль и Къер. Технические данные. 1972. Трехосевой анкелерометр типа

4340.

2. Авторское свидетельство СССР И,505900, кл, 6 01 Н 1/04, 1973, (прототип) 715938

Редактор А. Семенова

Заказ 95 13/38

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 т

В

Составитель В, Григорьев

Техред Э.Чужик Корректор Я. Веселовская

Тираж 713 Подписное

UHHHllH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

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