Пьезоэлектрический акселерометр Советский патент 1983 года по МПК G01P15/09 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для измерения виброускорений в машинах и механизмах, в частности в виброизмерительной технике. Известен акселерометр, состоящий из корпуса, в котором между инерционным грузом и основанием расположены пьезоэлементы. Предварительное поджатие пьезоэлементов осу ществляется пружиной, усилие затяжни которой регулируется тягой Г13 и С23. , Наиболее близким по техническому решению к изобретению является акселерометр, содержащий корпус с раз мещенными в нем инерционным элементом и расположенными по периметру торца корпуса пьезоэлементами, пред варительно поджатыми тарельчатой пружиной с тягой СЗЗ. Однако известные пьезоэлектрические акселерометры обладают недостаточной чувствительностью и виб роустойчивостью. Целью изобретения является nciBHшение чувствительности и виброустой чивости. Поставленная цель достигается те что в пьезоэлектрическом акселерометре, содержащем корпус с разме щенньми в нем инерционным элементом и расположенными по периметру торца корпуса пьезоэлементами, предварительно поджатьвий тарельчатой пружиной с тягой, тяга выполнена в виде упругого стержня с проточкой и конусной головкой, опирающейся на сфе рическую галтель отверстия та-рельча той пружины, и хвостовиком,снабженн регулировочным и фиксирунадим элемен тами . На фиг.1 показан акселерометр, поперечный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1. . . Акселерометр состоит из корпуса 1 , на котором закреплено основаиие 2. Пьезоэлементы 3 набраны в 3 группы 4-6, расположенные ца основа нии через 120. Каждая группа элеме тов зажата между инерционным Грузом 7 и основанием 2 при помощи тяги 8 тарельчатой пружины 9 с силой, пропорциональной упругости этих элементов. Затяжка тарельчатой пружины 9 осуществляется установочньм ви том 10, расположеннгли) в корпусе 1. Фиксация от перемещения тяги 8 осуществляегся резьбовьм сухарем 11 пр помощи винта 12 и контргайки 13. Устройство работает следукщим обраэсм. При воздействии измеряемого ускорения инерционный давит иа каждую из 3-х групп 4-6 пьезоэяементов 3, В результате на обклад ках пьезоэлементов 3 возникает ЭДС, подаваемая на вход дифференциальных усилителей каждой группы. Входы каждого дифференциа/1ьного усилителя соединены со средними выводами соседних групп с одноименной полярностью. Если акселерометру сообщается ускорение, направленное вдоль его главной оси О-О (фиг.1),, то на пьезоэлементы в каждой группе будут действовать составляющие силы, в сумме равные инерционной силе от движения инерционного груза 7, направленной вдоль, оси О-О экселерсмлетра. Алгебраическое суммирование сигналов на дифференциальных усилителях от пар пьезоэлементов, расположенных в соседних группах, достигаемое таким выполнением акселерометра, позволяет получить сигналы, пропорциональные равнодействующим ускорений, действующих в направлении оси каждой группы и скомпенсировать сигналы пьезоэлементов, возникающие,от Kpyf. тильньк колебаний датчика вокруг осей, ортогональных главной оси датчика. Выполнение тяги 8, взаимодействующей с тарельчатой пружиной 9 при поджатии инерционного груза 7, в виде упругого стержня с проточной и конусной головкой, опирающейся на сферическую галтель отверстия тарельчатой пружины 9, и хвостовиком, снабженным регулировочными и фиксирующими элементами, обеспечивает необходимые три степени свободы малых перемещений инерционного груза. Наличие трех степеней свободы вдоль, главной оси акселеретчетра и вокруг ортогональных осей, лежащих в плоскости пьезоэлементов, обуславливает реальную возможность разложения . инерционной силы, действующей вдоль глав-ной оси на три составляющих, равных по своей величине, а также возможность разложения крутильных составляющих инерционной силы и их взаимиую ксмпенсацию, что приводит к Повышению чувствительности. , Предложенное выполнение акселерометра обеспечивает рависмерное распределение статических сил поджа ия групп 4-6 пьеэоэлементов 3 при за- : тяжке тарельчатой пружииы 9 винтом 10, что позволяет повысить виброустойчивость, -так как равнеядерная статическая нагрузка пьезоэлементов повышает их вибропрочность. . Кремле того, равномерное распределение: статических сил предвательного поджатия групп пьезоэлементов обеспечивает достижение их равной чувствительности, что также способствует повшоению чувствительности акселерометра. Предлагаемое устройство может обеспечить высокую повторяемость па.раметров акселерометров при запуске их в производство за счет малого разброса электрического сигнала в каждой группе пьеэоэлементов и ймеюциеся возможностью регулировки без разборки конструкции. Доб

ротность механической системы обеспечивается надежной фиксацией элементов конструкции.

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АКСЕЛЕ- I РОМЕТР, содержащий корпус с размеценными в нем инерционным элементом и расположенными по периметру торца корпуса пьезоэлементг1ми, предварительно поджатьми тарельчатой пружиной с тягой, о тличающ и йс я тем/ что, с целью повышения чует- . вительности и виброустойчивости, тяга выполнена в виде упругого стержня с проточкой и конусной головкой, эпираихцейся на сферическую галтель отверстия тарельча той пружины, и хвостовике, снабженным регулировочном и фиксирующим элементами.