ТРЁХКОМПОНЕНТНЫЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АКСЕЛЕРОМЕТР Российский патент 2023 года по МПК G01P15/09 

Описание патента на изобретение RU2795747C1

Изобретение относится к области измерительной техники, а конкретно к пьезоэлектрическим акселерометрам, предназначенным для измерения параметров динамических механических величин и может быть использовано в области виброметрии, сейсмологии.

Известен акселерометр (см. патент RU 2559867 от 15.05.2014г., опубликован в Б.И. № 23, 20.08.2015г.) содержащий корпус с расположенными в нем тремя пьезоэлементами, оси чувствительности которых взаимно перпендикулярны, в корпусе выполнено сквозное отверстие для закрепления пьезоэлектрического акселерометра на объекте испытаний.

Недостатками вышеуказанного устройства являются:

1) невозможность обеспечения измерения трёх составляющих вектора ускорения в одной точке, так как оси чувствительности пьезоэлементов не пересекаются в одной точке. Поскольку ускорение точек движущегося тела образует векторное поле ускорений точек тела, поэтому при измерении ускорений в конкретный момент времени в заданной точке пересечение осей чувствительности в одной точке имеет принципиальное значение;

2) невозможность установки группы акселерометров или перезакрепления одного акселерометра на взаимно-перпендикулярных поверхностях объекта испытаний без изменения положения акселерометров в пространстве, без изменения направления их осей чувствительности ( как правило, это оси Х, Y, Z) по отношению к системе координат объекта испытаний ( как правило привязанной к осям симметрии объекта). Возможность установки группы акселерометров на взаимно перпендикулярные поверхности объекта испытаний – принципиально важна, например, при модальных испытаниях, когда на объекте испытаний устанавливается большое количество акселерометров ( до ста штук и более).

Вышеуказанное устройство является наиболее близким к заявляемому устройству и поэтому выбрано в качестве прототипа.

Решаемой технической проблемой является создание трехкомпонентного пьезоэлектрического акселерометра с расширенной областью его применения.

Достигаемым техническим результатом является обеспечение возможности закрепления (перезекрепления) трёхкомпонентного пьезоэлектрического акселерометра на взаимно перпендикулярных поверхностях объекта испытаний без изменения положения акселерометра в пространстве при реализации возможности одновременного измерения трёх составляющих вектора ускорения в одной точке.

Для достижения технического результата в трехкомпонентном пьезоэлектрическом акселерометре, содержащем корпус с расположенными в нем тремя пьезоэлементами, оси чувствительности которых взаимно перпендикулярны, в корпусе выполнено сквозное отверстие для закрепления пьезоэлектрического акселерометра на объекте испытаний, новым является то, что в корпусе дополнительно выполнены два сквозных отверстия, при этом оси симметрии всех отверстий взаимно перпендикулярны между собой, совпадают с осями чувствительности пьезоэлементов и имеют общую точку пересечения.

На фигуре представлено заявляемое устройство.

Трехкомпонентный пьезоэлектрический акселерометр содержит корпус 1 с расположенными в нем тремя пьезоэлементами 2,3 и 4, оси чувствительности которых взаимно перпендикулярны, в корпусе выполнено сквозное отверстие 5 для закрепления пьезоэлектрического акселерометра на объекте испытаний 6, на одной из трёх взаимно перпендикулярных поверхностей объекта 9, 10 или 11. В корпусе 1 дополнительно выполнены два сквозных отверстия 7и 8 , при этом оси симметрии всех отверстий взаимно перпендикулярны между собой, совпадают с осями чувствительности пьезоэлементов 2,3,4 и имеют общую точку пересечения.

Новая совокупность существенных признаков в заявляемом устройстве позволяет закрепить на объекте трехкомпонентный пьезоэлектрический акселерометр на любой из трёх взаимно перпендикулярных поверхностях объекта испытаний без изменения его положения в пространстве и одновременно измерять три составляющие вектора ускорения в одной точке.

Устройство работает следующим образом. При воздействии ускорения на трёхкомпонентный акселерометр, закреплённый корпусом 1 через одно из взаимно перпендикулярных отверстий 5,7,8 на одной из трёх взаимно перпендикулярных поверхностей 9, 10 или 11 объекта испытаний 6, три составляющие ускорения воспринимаются тремя инерционными элементами, что приводит к их смещению вдоль осей чувствительности, смещения инерционных элементов вызывают деформацию связанных с ними пьезоэлементов, соответственно, 2,3,4, что в свою очередь приводит к образованию в пьезоэлементах электрического заряда, пропорционального, соответствующей составляющей воздействующего ускорения.

Был изготовлен опытный образец, который подтвердил его работоспособность.

Похожие патенты RU2795747C1

название год авторы номер документа
Трёхкомпонентный пьезоэлектрический акселерометр 2024
  • Кирпичёв Александр Александрович
  • Новосёлов Михаил Юрьевич
  • Шубин Олег Леонидович
RU2817063C1
Акселерометр, работающий на деформации сдвига в пьезоэлементе, и способ его изготовления 2023
  • Редюшев Андрей Андреевич
RU2814852C1
ТРЕХКОМПОНЕНТНЫЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АКСЕЛЕРОМЕТР 1995
  • Некрасов В.Н.
RU2098830C1
Трехкомпанентный акселерометр 1976
  • Киселев Николай Николлевич
SU624171A1
Пьезоэлектрический преобразователь пространственной вибрации и способ контроля его работоспособности на работающем объекте 2021
  • Смирнов Виктор Яковлевич
  • Орлов Андрей Владимирович
RU2764504C1
Трехкомпонентный пьезоэлектрический акселерометр 1990
  • Барихин Адольф Александрович
  • Кочедыков Виктор Николаевич
SU1760462A1
Трехкомпонентный пьезоэлектрический сейсмометр 1991
  • Фремд Виктор Максимович
SU1806387A3
ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АКСЕЛЕРОМЕТР 2014
  • Зюзин Владимир Николаевич
  • Исаенков Игорь Петрович
  • Краснописцев Николай Вячеславович
  • Некрасов Виталий Николаевич
RU2566411C1
ТРЕХКОМПОНЕНТНЫЙ ДАТЧИК МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ 2008
  • Захаров Константин Львович
  • Сперанский Анатолий Алексеевич
  • Калина Лариса Семеновна
RU2383025C1
АКСЕЛЕРОМЕТР 2014
  • Зюзин Владимир Николаевич
  • Исаенков Игорь Петрович
  • Краснописцев Николай Вячеславович
  • Некрасов Виталий Николаевич
RU2559867C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 795 747 C1

Реферат патента 2023 года ТРЁХКОМПОНЕНТНЫЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АКСЕЛЕРОМЕТР

Изобретение относится к области измерительной техники. Трехкомпонентный пьезоэлектрический акселерометр содержит корпус с тремя пьезоэлементами, оси чувствительности которых взаимно перпендикулярны, в корпусе выполнено сквозное отверстие для закрепления пьезоэлектрического акселерометра на объекте испытаний, при этом в корпусе дополнительно выполнены два сквозных отверстия, при этом оси симметрии всех отверстий взаимно перпендикулярны между собой, совпадают с осями чувствительности пьезоэлементов и имеют общую точку пересечения. Технический результат – возможность закрепления (перезакрепления) трёхкомпонентного пьезоэлектрического акселерометра на взаимно перпендикулярных поверхностях объекта испытаний без изменения положения акселерометра в пространстве при реализации возможности одновременного измерения трёх составляющих вектора ускорения в одной точке. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 795 747 C1

Трехкомпонентный пьезоэлектрический акселерометр, содержащий корпус с тремя пьезоэлементами, оси чувствительности которых взаимно перпендикулярны, в корпусе выполнено сквозное отверстие для закрепления пьезоэлектрического акселерометра на объекте испытаний, отличающийся тем, что в корпусе дополнительно выполнены два сквозных отверстия, при этом оси симметрии всех отверстий взаимно перпендикулярны между собой, совпадают с осями чувствительности пьезоэлементов и имеют общую точку пересечения.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2023 года RU2795747C1

Приспособление к ткацким станкам с неподвижными шпулями для введения в зев уточной нити 1931
  • Ермычев А.Т.
SU26633A1
СПОСОБ ЗАЖИГАНИЯ РТУТНЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ 1932
  • Лашевский Н.Ф.
SU36355A1
CN 203133109 U, 14.08.2013
Пьезоэлектрический акселерометр 1990
  • Лимарев Анатолий Михайлович
  • Донсков Виктор Иванович
SU1781620A1

RU 2 795 747 C1

Авторы

Кирпичёв Александр Александрович

Даты

2023-05-11Публикация

2022-08-16Подача