Пьезоэлектрический акселерометр с магнитоэлектрическим калибровочным устройством Советский патент 1986 года по МПК G01P15/09 

1 Изобретение от}шсится к измерительной технике, а более конкретно к устройствам для измерения параметров вибрации и удара с дистанционной проверкой .работоспособности. Цель изобретения - повышение коэффициента преобразования акселерометр при калибровке. На фиг.1 изображен акселерометр, разрез вдоль его оси чувствительности} на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1. Акселерометр содержит магнитопроводящий корпус 1, упругую пластину 2 со стержнем 3, пьезоэлемент 4, закрепленный на пластине 2, например, с помощью клея, и кольцевой инерционный элемент, состоящий для удобства сборки из трех частей 5-7, соединенньпс между собой, например, винтами 8. Электроды пьезоэлемента электрически соединены с выводами 9. В магнитную систему калибровочного уст ройства входят постоянные магниты 10 которые установлены, например, на клею по окружности магнитопроводящег ярма 11, причем часть инерционного элемента 6 частично находится в зазо рах между постоянными магнитами 10, магнитопроводящее кольцо 12, установ ленное на части 6 инерционного элемента, и нижняя часть корпуса 1, При этом ярмо 11 с магнитами 10 расположено в кольцевом пространстве между инерционным элементом и стержнем 3, Обмотка 13 намотана на магнитопроводящее кольцо 12 и вместе с ним помещена в рабочий зазор магнитной цепи между магнитами 10 и корпусом 1, Начало и конец обмотки электрически со единены с выводами 14. Устройство работает следующим образом. При действии вдоль оси симметрии акселерометра измеряемого ускорения возникают смещение инерционного элемента относительно корпуса 1 и осесимметричный изгиб пластины 2 и пьезоэлемента 4. На электродах пьезоэле мента возникает заряд, пропорциональ ный величине действующего ускорения. Соответствующее напряжение снимается с выводов 9. При калибровке входное напряжение от генератора подается на выводы 14, вследствие чего в обмотке 13 возникает ток, вызывающий по зако ну Ампера силу, действующую на обмот ку и направленную вдоль оси сш- метри акселерометра. Под действием этой си 0 2 ы инepII oнный элемент смещается доль оси, пьезоэлемеит 4 изгибаете с выводов 9 снимается напряжение, ропорциональное текущему по обмотке 13 току. Предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет получить более оптимальное сочетание параметров измерительного и калибровочного каналов пьезоэлектрического акселерометра, так,, как устранение необходимости проведения магнитного потока через упругую пластину и инерционный элемент позволяет повысить чувствительность и точность прибора за счет использования более подходящих материалов и применение шарнирного закрепления инерционного элемента на пластине. Перенос постоянных магнитов в кольцевое пространство межд:,у инерхдаонным элементом и центральным стержнем и частичное введение инерционього элемента в зазоры мех.ду постоянными магнитами позволяют уменьшит габариты акселерометра. Кроме того, повьплается коэффициент передачи при калибровке как за счет получения более высокого значения магнитной индукции в зазоре (изготовление постоянных магнитов из закритического магнитотвердого материала, уменьшение магнитного сопротивления элементов магнитной цепи), так и в связи с применением магнитопроводящего кольца для устранения нерабочих тангенциальных составляющих магнитного потока. При сохранении чувствительности и габаритов известного устройства указанные меры позволяют эквивалентно .повысить коэффициент передачи при калибровке. Предлагаемая конструкция калибро- вочного устройства пьезоакселерометра наиболее полно (из известных типов калибровочных устройств) отвечает указанным критериям и имеет достаточно высокий коэффициент передачи при калибровке, что обеспечивает эффективную проверку параметров акселерометра и получение хорошего соотношения сигнал - tcryjvi даже при мальзс уровнях входного проверочного сигнала. Формула изобретения 1. Пьезоэлектрический акселерометр с магнитоэлектрическим калибровочным

устройством, содержащей установленные в магнитопроводящем корпусе круглую упругую пластину с центральным опорным стержнем, пье-зоэлемент, закрепленный на пластине, кольцевой инерционный элемент, установленный по периферии пластины, кольцевое ярмо магнитопровода с постоянным магнитом и обмотку калибровочного устройства о тличающийся тем, что, с целью повьшения коэффициента преобразования при каЛибровке, в него введены магнитопроводящее кольцо, а также дополнительные постоянные магниты, закрепленные с основным магнитом через равные промежутки на ярме, которое, с свою очередь, укреплено на опорном

стержне под упругой пластиной, на мзгнитопроводящем кольце, закрепленном на инерционном элементе коаксиапьно ярму, размещена обмотка калибровочного устройства, инерционный элемент и упругая пластина выполнены из немагнитного материала, постоянны магниты имеют согласное и радиальное направление полярности, а часть коль(ца и инерционного элемента размещена в зазорах между постоянными магнитами и корпусом.

2. Акселерометр по п,1, отличающий ся тем, что постоянные магниты выполнены из закритического магнитотвердого материала.

Изобретение относится к измерительной технике, конкретно к устройствам для измерения параметров вибрации и удара с дистанционной проверкой работоспособности. Цель изобретения повышение коэффин;иента преобразования при калибровке. Магнитная система устройства состоит из установленных по окружности магнитопроводящего ярма 11 постоянных магнитов 10 в зазорах между которыми находится часть инерционного элемента 6. . Закреп-пенное на инерционном элементе 6 магнитопроводящее кольцо 12 с обмоткой 13 позволяет устранить нерабочие тангенциальные составляющие магнитного потока. При действии измеряемого ускорения со на электродах пьезоэлемента 4 возни(Л кает пропорциональный ему электриче- скийзаряд вследствие осесимметричного изгиба пластины 2 и пьезоэлемента. Изготовление постоянных магнитов из закритического магнитотвердого материала приводит к получению более высокого значения магнитной индукции в зазоре. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. i..V