Измеритель параметров пьезоэлементов Советский патент 1984 года по МПК G01N29/04 

со

О5 Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано, в частности, для определени характеристик пьезоэлементов, приме няемых в дефектоскопии, путем созда ния нагрузки на пьезоэлемент и заме ра возникающей при этом разности потенциалов. Наиболее слабым звеном в устройствах, реализующих метод измерения параметров пьезоэлементов, является создание дозированной механической нагрузки на пьезоэлемент. Известно устройство для создания механической нагрузки на испытываемый пьезоэлемент, содержащее рычаг, шарнирно закрепленньй в верхней части рамы, второй конец которого может перемещаться с помощью винтовой пары подвижньш электрод, установленный на пьезоэлементе, верхний торец кото рого упирается в рычаг, втулку, жест ко укрепленную на раме, служащую направляющей для подвижного электрода, пружинное кольцо, установленное на основании рамы, в верхней части которого жестко закреплен нижний элект род, индикатор, упирающийся в верхнюю часть пружинного кольца, и прибо для измерения электрических параметров СП Недостаток известного устройства большие погрешности в измерении меха нической нагрузки индикатором в зави симости от прогиба пружинного кольца вследствие неоднородности структуры его металла, жесткости кольца и направления усилия давления подвижного электрода через пьезоэлемент и ниж.НИИ электрод на кольцо, в результате чего равнодействующая сил, действуюпщх на пьезоэлемент, отклоняется от нормали к пьезоэлементу и не проходит через центр пружинного кольца, что приводит к ошибкам в определении действующего усилия. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является измеритель параметров пьезоэлементов, содержащий основание, жестко прикрепленные к нему две направляющие и неподвижный упор, размещенный на направляющих ползун, установленный на ползуне груз, ходовЬй винт перемещения ползуна, привод ходового винта, соединенный с ползуном электрод,жест ко соединенный с неподвижным упором второй электрод и механизм нагружения контролируемого пьезоэлемента, выполненный в виде рычага с грузом 123. Данное устройство характеризуется недостаточной производительностью и точностью измерения, что обусловлено сложностью перестройки измерителя при изменении толщины пьезоэлемента вследствие необходимости установки в горизонтальное положение рычага с грузом, чтобы направление давления .совпадало с осью подвижного электрода. Цель изобретения - повьшение производительности и точности измерений . Указанная цель достигается тем, что в измерителе параметров пьезоэлементов, содержащем основание, жестко прикрепленные к нему две направляющие и неподвижный упор, размещенный на направляющих ползун, установленный на ползуне груз, ходовой винт перемещения ползуна, привод ходового винта, соединенный с ползуном электрод, жестко соединенный с неподвижным упором второй электрод и механизм нагружения контролируемого пьезоэлемента, механизм нагружения контролируемого пьезоэлемента выполнен в виде подвижно установленного на ползуне соосно грузу штока, последний шарнир- но связан с первым электродом, а груз установлен с возможностью перемещения относител1гно ползуна. На фиг.1 изображен предлагаемьш измеритель параметров пьезоэлементов; на фиг.2 - вид А на фиг.1. Измеритель параметров пьезоэлементов содержит основание 1, жестко прикрепленные к нему две направляющие 2 и неподвижный упор 3, размещенный на направляющих 2 ползун А, установленньй на ползуне 4. груз 5, ходовой винт 6 перемещения ползуна 4, привод 7 ходового винта 6,соединенный с ползуном 4 электрод 8,жестко соединенный с неподвижным упором 3 второй электрод 9 и механизм нагружения, состоящий из подвижно установленного на ползуне 4 соосно грузу 5 штока 10, с помощью шарового шарнира 11 связа-нного с первым электродом 8. Кроме того, измеритель содержит траверсу 12 для жесткого соединения направляющих 2 и размещения на ней привода 7, входящий в ползун 4 с возможностью перемещения соосно штоку 10 и используемый для размещения на нем груза 5 плунжер 13, регистратор

14, датчик 15 верхнего положения ползуна 4, дополнительный датчик 16 нижнего положения ползуна 4, уровень 17 поперечного перекоса, дополнительный уровень 18 продольного перекоса, выключатель 19 и переключатель 20.

Позицией 21 обозначен контролируемый пьезоэлемент.

Измеритель работает следуювщм образом.

Перед началом контроля по показаниям уровня 17 поперечного перекоса и дополнительного уровня 18 продольного перекоса основание 1 устанавливается в горизонтальное положение, плунжер 13 вставляется в ползун 4, на плунжер 13 помещают груз 5 соответствующей для данного типа контролируемого пьезоэлемента 21 массы.

После этого при помощи выключателя 19 и переключателя 20 направления движения включается регистратор 14 и привод 7, который через ходовой винт 6 перемещает по направляющим 2 ползун 4 вниз. При этом электрод 8 приходит в соприкосновение с поверхностью контролируемого пьезоэлемента 21, размещенного на неподвижном упоре 3, снабженном вторым электродом

9, а ползун 4 продолжает перемещаться вниз и останавливается по сигналу от датчика 16 нижнего положения, поданному на привод 7, установленный на траверсе 12. При этом шток 10 воспринимает через плунжер 13 вес груза 5 и через шаровой шарнир 11 равномерно передает нагрузку на контролируемый пьезоэлемент 21, деформируя его. Затем вновь включается привод 7, который через ходовой винт 6 перемещает ползун 4 в верхнее положение, фиксируемое датчиком 15 верхнего положения ползуна 4. При этом шток 10, упираясь в ползун 4, отрывает элект род 8 .от соприкосновения с пьезоэлементом 21, в результате возникает разность потенциалов между электродом 8 и вторым электродом 9, регистрируемая регистратором 14. После этого на неподвижный упор 3 устанавливается следующий пьезоэлемент 21.

Таким образом, благодаря использованию сменных грузов, соосной нагрузке на испытываемый пьезоэлемент и автоматической остановке ползуна в верхнем и нижнем положениях достигается повьшение точности измерений и производительности контроля.

ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ПЬЕЗОЭЛЕМЕНТОВ, содержащий основание, жестко прикрепленные к нему две направляющие и неподвижный упор, размещенный на направляювщх ползун, установленный на ползуне груз, ходовой винт перемещения ползуна, привод ходового винта, соединенный с ползуном электрод, жестко соединенный с неподвижным упором второй электрод и механизм нагружения контролируемого пьезоэлемента, отличающийся тем, что, с целью повьппения производительности и точности измерений, механизм нагружения контролируемого пьезоэлемента выполнен в виде подвижно установленного на ползуне соосно грузу щтока, последний шарнирносвязан с первым электродом, а (Л груз установлен с возможностью перемещения относительно ползуна.