Тензоэлемент Советский патент 1985 года по МПК G01B17/04 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для применения в устройствах измерения механических величин, а также может быть использовано в гранесейсмическик датчиках геофизической аппаратуры, . . ,

Известен измерительный преобразователь деформаций, содержащий силочувствительную пластину с излучателем и приемником акустических волн на ее противоположных краях,tlX

Недостатком известного устройства является высокая нелинейность,

возникающая в области измерения боль- з линейка.

:шил воздействий,

Наиболее близким к изобретению является тензоэлемент, содержащий пьезокерамическую пластину и размещенные на ней излучатель акустических ВОЛН и пары приемников 2}.

Недостатком данного устройства является низкий динамический диапазон. Целью изобретения является расши реиие функциональных возможностей Зс1 счет повышения динамического диапазона.. Цель изобретения достигается тем, что в теНзоэлементе, содержаiiieM пьезокерамическую пластину и размещенные на ней излучатель акустических волн и пары приемников, пластина разделена проточками на две ЗОНЫ, на одной из которой размещен излучатель, а на другой по дуге окружности размещены п пар диф ференциально соединенных приемников с зеркально расположенными осями чувствительности, на боковых торцах последней зоны установлены контактмыв силопередающие пластины, а цент окружности находится в точке пересе чения линии, соединяющей проточки в пластине с осью направленности излучателя . Па фиг. 1 представлена конструкция тензозлемента; на фиг. 2 - схем двухкомпонентного приема поляризованной поперечной акустической волн Тензоэлемеит содержит пьезокерамическую пластину 1 с двумя протпчками по бокам, излучатель 2 а1сустических волн, например, направленног акустического излучения, две контак ные С1шопередающие пластины 3 и 4, установленные на боковых гранях пьезокера1-шческих пластин 1, п пар дифференциально соединенных приемни

ков 5 с. зеркально расположенными осями чувствительности, образующих п-секционную двухкомпонентную приемную линейку.

Каждая секция акустической п-секционной линейки (фиг. 2) содержит два дифференциально включенных приемника 6 и 7 акустических волн, например, с ортогонально расположенными друг к другу, осями чувствительно сти, причем биссектриса угла между этими осями является касательной к дуге, вдоль которой размещена 41--секционная двухкомпонентная приемная

Тензоэлемент работает следующим образом.

При отсутствии измеряемого воздействия ( F 0 на контактных пластинах 3 и 4 (фиг. 1) акустический лугч АС, генерируемый излучателем 2 акустических волн, например поперечных акустических волн с поляризацией, параллельной плоскости тензокерамической пластины, распространяется прямолинейно (АСВ) и поступает на центральную секцию (фиг. 2) iiv-секционной двухкомпонентной линейки, причем волновой вектор этого луча K(CD) перпендикулярен биссектрисе угла между осями приемников 6 и 7 . акустических волн, а поляризация этого луча ей параллельна. Поэтому сигналы на выходах приемников 6 и 7 акустичных волн равны и при дифференциальном их включении .компенсируют друг друга. На других секцияхввиду наличия рассеивания, кроме центральной, выходные сигналы отличны ОТнуля, так как поляризация поступающей на них волны параллельна биссектрисе.-Тогда эти сигналы имеют одинаковый знак для всех секций выше центральной и противоположный для нижних. . При подаче измеряемого воздейст- . ВИЯ ( 0) на контактные пластины 3 и 4 в .связи с нелинейностью упругих свойств материала пьезокерамической пластины приемника 7 модули упругости,части тела этой цластины, главным образом между контактными силопередаюпщми пластинами 3 и 4, изменяются. В этом случае луч АС(фиг.1) терпит преломление в точке С и отклоняется на некоторый угол с , наnpi-iMep, при сжатии в сторону верхней секции Лг секционной двухкомпо

ТЕНЗОЭЛЕМЕНТ, содержащий пьезокерамическую пластину и размещенные на ней излучатель акустических волн и пары приемников, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет повышения динамического диапазона, пластина разделена проточками на две зоны, на одной из которых размещен излучатель, а на ДРУГОЙ по дуге окрз ности размещены п пар дифференциально соединенных приемников с зеркально расположенными осями чувствительности, на боковых гранях последней зоны установлены контактные силопередающие пластины, а центр окружности находится в точке пересечения линии, se ,соединяющей проточки в пластине с осью направленности излучателя. СЛ )4 О