Ультразвуковой пьезоэлектрическийдатчик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВ ТВ)3ЬСТВУ
Сееез Советских
Сециааистическ их
Республик
<11815527 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву 9 315963 (22) Заявлено 010278 (21) 2574989/18-10
@ М. g,..3
G 01 L 1/16
Н 04 и 17/00 с присоединением заявки йо—
ГесудярстввииыЯ комитет
СССР яе дезам изобретеииЯ и открытиЯ (23) Приоритет— (53) УДЫ 531.781 (088.8) Опубликовано 2 3.0 3,8 1.Бюллетень М 11
Дата опублмкованмя описания 25,0 3.81 (72) Авторы изобретения
B. М. I1арапов, И. Г. Минаев, В. И. Савенк и А. Г. Завгородний (7t) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК
Оцнако известное устройство обладает невысокой чувствнтелъностью.
Цель изобретения — повышение чувствительности ультразвукового пьезоэлектрического датчика путем управления контактной жесткостью в процессе измерения усилий.
Цель достигается тем, что устройство снабжено концентратором колебательной скорости, жестко закрепленным своим большим основанием на поверхности .пьезоэлемента.
Иа фиг. 1 представлен вариант конструктивного выполнения предлагаемого датчика; на фиг. 2 — его эквивалентная схема; на иг. 3 — градуировочные характеристики известного и предлагаемого датчика.
Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения преимущественно статических усилий.
По основному авт. св. В 315963 известен ультразвуковой пьезоэлектрический датчик статических усилий, со,цержащий пьезоэлемент двумя системами электродов, одна из которых подключена к генератору, а другая - к измерительному прибору (1j .
Устройство содержит пьезоэлемент 1, возбуждающий генератор 2 и измерительный прибор 3. на поверхности пьезоэлемента установлен ультразвуковой концентратор 4 колебательной скорости.
Устройство работает следующим образом.
Под действием напряжения возбуждающего генератора пьезоэлемент 1 совершает резонансные механические колебания, амплитуда которых при прочих равных условиях обратно пропорциональна величине предлагаемого к пье1> зоэлементу усилия. Изменение амплитуды механических колебаний приводит к изменению показаний измерительного прибора, подключенного к выходной системе электродов пьезоэлемента.
® Измеряемое усилие, прилагаемое к меньшему основанию концентратора, ограничивает его амплитуду колебаний, что приводит к уменьшению выходного напряжения.
Механизм повышения чувствительности датчика поясняется эквивалентной схемой (фиг. 2), на которой пьезоэлементу соответствует резонансный контур Е Св и идеальный трансформатор о в
ЗО 1р, концентратору - повышающий транс815527
Формула изобретения
4 <о )
Тр 8 форматор Tp, на выходе которого ,включена емкостная нагрузка соответствующая контактной жесткости, которая, в свою очередь, эквивалентна измеряемому усилию.
При увеличении измеряемого усилия напряжение иа выходе пьезоэлемента (Т ) уменьшается, причем это изме4 нение тем больше, чем больше коэфжициент трансформации концентратора..
Повйшение чувствительности датчика иллюстрируется градуировочными характеристиками, откуда видно, что чувствительность датчика на начальном участке возрастает более, чем На порядок. ультразвуковой пьезоэлектрический датчик по авт. св. В 315963, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью
5 повышения его чувствительности путем управления контактной жесткостью в процессе измерения усилий, устройство снабжено концентратором колебательной скорости, жестко закрепленным сво1О им большим основанием на поверхности пьезоэлемента.
Источники информации, принятые:во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9 315963, кл. 6 01 Е 1/16, 1971 (про- . тотип).
815527 д Рмы
Составитель В; Артамонова
Редактор Л. Кеви Техред Е.Гавриле@ко Корректор Н. Стец
Эаказ 1020/68 Tspaa 907 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР
rro делам изобретений и открытий .
113035, Москва, Ж-35, Раувокая наб., д. 4/5i
Филиал ППП "Патент", r. Уигород, уя. Проектная, 4
