Датчик ускорения Советский патент 1990 года по МПК H04R17/00 

сд

со

00

ю

Изобретение относится к области акустических измерений и может быть использовано, в частности, для измерений векторно-фазовой структуры звукового поля. Цель изобретения - повышение чувствительности датчика ускорения. Сущность изобретения заключается в том, что пьезоэлектрический преобразователь выполнен в виде металлического тонкого кольца 2 с отношением внутреннего и внешнего радиусов, равным R_O / R = 0,43, и кольца пьезокерамики 3, наклеенной на внешнюю сторону металлического кольца 2 с отношением ширины пьезокерамического кольца 3 к внешнему радиусу 0,2≤Δ/R≤0,3. При этом внутренняя сторона каждого металлического кольца 2 по внутреннему его радиусу через выступы на торцах инерционной массы 1 соединена с соответствующими концами инерционной массы 1, а отношение толщин металлического 2 и пьезокерамического 3 колец удовлетворяет соотношению H/D≥1.

у////.

у///у

Изобретение относится к акустическим измерени ям и может быть использовано, в частности, для измерений век- торно-фазовой структуры звукового поля.

Целью изобретения является повышение чувствительности.

На чертеже представлен датчик ус корения.

Датчик ускорения состоит из инерционной массы % металлического кольца 2 и пьезоэлектрического кольца 3.

Суть изобретения состоит в следующем .

Для круглой металлической пластинки в форме кольца, закрепленного по внешнему контуру и свободного по внутреннему, уравнение, равновесия имеет вид

О, .

где - смещение точки срединной поверхности.

Граничные условия, соответствующие силе F, приложенной по внутреннему контуру, запишутся в виде

Г, , lr. °

где R, г - соответственно внешний

-и внутренний радиусы металлического кольца 2.

Ehl.,J 12(1 ) г dr. г dr

.А).

. агзЛ

1598217

мации . Величина U определяется следующим выражением:

«-гЬ-0 1rFr,

где Е, - модуль Юнга и коэффициент Пуассона материала- кольца.

Решение приводит к следующему соотношению:

10

15

20

25

30

35

R-д

Зависимость у,д в функ изменения отношения t имеет максимальное значение при t О, Чувствительность поедлагаемого дат чика ускорения будет выше по сравн нию с чувствительностью„датчика ускорения с равномерно распределе силой, поскольку рычаг силы, дейс вующей на пластину и вызывающей д формацию , будет меньше соответ вующей величины в случае действия сосредоточенной силы в центре пла тинки.

Величина 6 не имеет резкой за

л,

.

симости от радиуса при 0,2

к

и ширина пьезокерамического кольц определяется необходимым значение электрической емкости;преобразова ля и конструктивными соображениям

Выбирая отношение равным 0,, /R таким, что (),. гЗ/11 и располагая пьезокерамику у закр ленного края пластинки, получим п вышение чувствительности датчика корения. I Формула изобретен

Датчик ускорения, содержащий лп линдрическую инерционную массу, диненную с двумя кольцевыми пьез образователями, отличающ с я тем, что, с целью повышения ствительности, каждый пьезоэлект 45 ческий преобразователь соединен металлическим кольцом, по внутре радиусу которого выполнены высту соединенные с инерционной массой причем отношение внутреннего и в Е -него радиусов металлического кол равно , отношение ширины пье преобразователя к внешнему, радиу равно 0,2±0,3 а толщина металли кого кольца больше преоб , зователя..

F-12(1 -& 1

dr вГЕЬЗ

г In Го/R

(2R

R r R

-il-) -

+ 21n-|-),

K.

Напряжение.на керамике определя- tcя величиной относительной дефор«-гЬ-0 1

5

0

5

30

35

R-д

Зависимость у,д в функции изменения отношения t имеет максимальное значение при t О,. Чувствительность поедлагаемого датчика ускорения будет выше по сравнению с чувствительностью„датчика ускорения с равномерно распределенной силой, поскольку рычаг силы, действующей на пластину и вызывающей деформацию , будет меньше соответствующей величины в случае действия сосредоточенной силы в центре пластинки.

Величина 6 не имеет резкой завил,

.

симости от радиуса при 0,2 0,3

к

и ширина пьезокерамического кольца 3 определяется необходимым значением электрической емкости;преобразователя и конструктивными соображениями.

Выбирая отношение равным 0,, /R таким, что (),. гЗ/11 0,3, и располагая пьезокерамику у закрепленного края пластинки, получим повышение чувствительности датчика ускорения. I Формула изобретения

Датчик ускорения, содержащий ци- линдрическую инерционную массу, соединенную с двумя кольцевыми пьезопре- образователями, отличающий- с я тем, что, с целью повышения чувствительности, каждый пьезоэлектри- ческий преобразователь соединен с металлическим кольцом, по внутреннему радиусу которого выполнены выступы, соединенные с инерционной массой, причем отношение внутреннего и внеш- него радиусов металлического кольца равно , отношение ширины пьезо- преобразователя к внешнему, радиусу равно 0,2±0,3 а толщина металлического кольца больше преобра- зователя..