Датчик перемещений

 

.м: Й " ; :; о, ОП ИСАЙИ Е

Союз Советскик

Социалистическик

Республик 727976

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61} Дополнительное к авт. свин-ву (22) Зан влено 25.09. 78 (21) 2667495/25-28

2 (5 l ) M. Кл.

G 01 B 7/ОО с присоединением заявки ¹

5Ъоудерстевнный комитет

СССР (23) ПриоритетОпубликовано 15.04 80.,Бюллетень Л 14

-по делам изобретений н открытий (53) УДК621.317..39;53 1, 17 (088.8) Дата опубликования описания 1 .04.80

Е. И. Новиков, В. Г. Чуйков и И. П. Поляков (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Йзобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в измерительной технике и метрологии в качестве прецизионного измерителя перемещения.

Известен датчик перемещений, содержащий пьезоэлемент с двумя электродами, один из которых жестко закреплен на пьезоэлементе (1), Бель изобретения - расширение диапа1О зона измерений.

Это достигается эа счет того, что электрод, закрепленный на пьезоэлементе, выполнен переменной толщины, а другой электрод установлен с возможностью перемещения вдоль поверхности пьезоэлемента.

На чертеже изображен предлагаемый датчик перемещений.

Устройство содержит пьезоэлемент l, электрод 2, закрепленный на пьезоэлементе 1, выполнен переменной толщины, а другой электрод 3 установлен с воэмож ностью перемешенчя вдоль поверхности

2 пьезоэлемента 1, электронный возбудитель 4 и регистратор 5.

Устройство работает следующим образом, В исходном положении подвижный электрод 3 устанавливается таким образом, чтобы его плоскость симметрии проходила вдоль плоскости раздела массы электрода 2.

Частота пьезоэлектрических колебаний в этом положении определяется толщиной активной зоны и суммарной массы части электрода 2, находящегося в активной зоне. С электродов =, 3 через электронный возбудитель на регистратор

5 снимается электрический сигнал, частота которого соответствует нулевому ,, перемещению подвижной части устройства, на которок укреплен электрод 3.

При отклонении подвижного электрода

3 вправо (см. чертеж) масса электрода

2 в активной зоне увеличится (на чертеC же большая масса обозначена большей толщиной электрода 2). В силу действчя

3 727 массы-эффекта частота пьезоэлектрических колебаний в активной зоне уменьшится. Причем, прямопропорцйональное изменение массы- (при прямоугольном электроде ) приводит к прямо пропорциональному умен -.шению частоты колебаний. Регистратор 5 будет показывать уменьшение частоты.

При отклонении подвижного э/ле/к/тр//ода влево от исходного положения масса алектрода 2 в активной зоне уменьшится .

Частота пьезоэлектрических колебаний в активной зоне увеличится. Регистратор 5 будет регистрировать увеличение частоты выходного сигнала.

Чувствительность устройства зависит от изменения массы электрода 2, приходящейся на единицу длины. Чем больше изменение массы электрода 2 на единицу длины, тем больше изменение частоты, приходящейся на единицу длины, Изменение направления перемещения вызывает изменение знака прироста частоты.

Благодаря добротности пьезокварцевых резонагоров, предлагаемое устройство обеспечивает стабильность нулевого поло976 4 жения и коэффициента преобразования, что обеспечивает, высокую точность измерения перемещения. Высокая чувствительность пьезокварцевого резонатора 1 к изменению массы электрода 2 обеспечивает возможность измереиия весьма малых перемещений в широком диапазоне измерений.

На изготовленных макетах были измерены перемещения подвижного электрода в пределах от 0,01 мкм до 12 мм.

Формула изобретения

Датчик перемещений, содержащий пьезоэлемент с двумя электродами, один из которых жестко закреплен на пьезоэлементе, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, электрод, закрепленный на пьезоэлементе, выполнен переменной толщины,а другой электрод установлен с возможностью перемещения вдоль поверхности пьезоэлемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Агейкин Д. И. Датчик контроля и регулирования, М„Машиностроение, 1965, с. 210-211, фиг. 1 200 (прототип.) /

Составитель В. Мещеряков

Редакгор Е. Зубиетова Tezpep М. Келемеш Корректор Г. Решетник

Заказ t 1 19/40 Тираж 801 Подписное

ИН И ИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130;35; Москва, Ж-95, Раушская наб., д. 4/5 ,Фпдпал П1И! "I 1от н .", i. Ужгород, ул. Проектная, 4