Пьезоэлектрический преобразователь Советский патент 1984 года по МПК G01L9/08 

С

х

X)

к| х

8 11 Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частност к пьезоэлектрическим преобразователям неэлектрических величин в электрический сигнал. Известно устройство, содержащее пьезоэлемент, электроды которого подключены к входу усилителя. Принцип действия устройства основан на прямом пьезоэффекте Л . Недостатками данного устройств а являются невысокая точность измерения величины усилия и низкая помехозащищенность. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее пьезоэлемент и измерительное устройство, при этом измеряемая механическая величина преобразуется в электрический заряд, образующийся на электродах пьезоэлемента вследствие прямог5 пьезоэффекта 2J . Так как часть электрической энергии,образующейся на электродах пьезоэлемента, теряется на активном сопротивлении входной цепи, точность измерения определяется входным сопро тивлением измерительного устройства Кроме того, электрический сигнал, передаваемый с пьезоэлемента в измерительное устройство по электрическо му кабелю, подвержен влиянию внешних электромагнитных полей. Цель изобретения - повышение точности измерения и помехозащищенности пьезоэлектрического преобразователя. Указанная цель достигается тем, что в пьезоэлектрическом преобразователе , состоящем из пьезоэлемента с электродами и измерительного устройства, последнее содержит светоизл чатель с первым световодом и светоприемник с усилителем и вторым свето водом, при этом между торцами световодов размещена жидкокристаллическая панель с полупрозрачными электродами, подключенными к электродам пьезо элемента. На чертеже изображен пьезоэлектри ческий преобразователь. Пьезоэлектрический преобразователь содержит пьезоэлемент 1 с элект родами 2 и 3, жидкокристаллическую панель А (нематический жидкий крис8талл МББА) с полупрозрачными электродами 5 и 6, светоизлучатель 7, светоприемник 8, два волоконно-оптических, световода 9 « 10, а также усилитель 11. Пьезоэлектрический преобразователь: работает следующим образом. В исходном состоянии светоизлучатель 7 излучает в волоконно-оптический световод 9 световой поток. Световой поток проходит через жидкокристаллическую панель 4 и -попадает через второй световод 10 на светоприемник 8, который преобразует световой поток в электрический сигнал. Усилитель 11 предназначен для усиления электрического сигнала с выхода светоприемника. При механическом воздействии на пьезоэлемент 1 (приложенное усилие, изменение давления) на его электродах 2 и 3 вследствие прямого пьезоэффекта образуется электрический заряд, величина которого пропорциональна величине механической напряженности в пьезоэлементе 1. Разность потенциалов, приложенная к полупрозграчным электродам 5 и 6 жидкокристаллической панели 4, создает электрическое поле, напряженность которого пропорциональна приложенному напряжению . Изменение напряженности электрического поля между электродами 5 и 6 изменяет прозрачность жидкокристаллической панели 4. При этом изменяется освещенность светоприемника 8 и, следовательно,выходной сигнал усилителя.11. I Высокая Точность измерения опредеяется тем, что сопротивление нагрузи пьезоэлемента 1 имеет чисто мкостной характер. Помехозащищеность предлагаемого устройства вьппе ем известных в результате отсутствия лектрического кабеля, соединяющего ьезоэлемент с входом измерительного стройства. Жидкокристаллическая панель 4 разещена в непосредственной близости пьезоэлементу 1. Длина электрических оединений электродов 2-5 и 3-6 миниальна, что позволяет свести к миниуму влияние внешних электромагнитных полей. Влияние электромагнитных полей на светоизлучатель 7, светоприемиик 8 и усилитель П leущественно.

J11188784

Светоприемник 8 непосредственно Использов;ание изобретения позвоподключен к входу усилителя 11. Кроме ляет повысить помехозащищенность того, элементы измерительного устрой- И точность устройств для преобразоства 7, 8 и 11 размещены в экраниро- |вания неэлектрических величин в электванном корпусе.5 рический сигнал.

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий пьезоэлемент с электродами и измерительное устройство, отличающи. йся тем, что, с целью повышения точности измерения и помехозащищенности, в нем измерительное устройство содержит светоизлучатель с первым световодом и светоприемник с усилителем и вторым световодом, при этом между торцами световодов размещена.жидкокристаллическая панель с полупрозрачными электродами, подключенными к электродам пьезоэлемента.