Пьезопреобразователь Советский патент 1992 года по МПК G01L1/16 

31

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к Устройствам для контроля усилий кузнечно-прессового оборудования.

Известен датчик усилий, содержащий размещенный в корпусе пьезоэле- мент, базовые площадки и крепежные винтыо Датчик предназначен для измерения динамических и квазистатичес ких деформаций в деталях машин.

Наиболее близким к предлагаемому пьеэопреобразователю является пьезоэлектрический датчик усилий, содержащий пьезопреобразователь в виде цилиндра с закрепленным в нем пьезо элементом, опорные элементы конической формы с резьбой, центрирующие шарики, контактирующие с опорными элементами„,

Недостатком данного датчика является невысокая точность измерений, обусловленная жесткими требованиями, предъявляемыми к егр, установке (точная ориентация-оси каждого опорного элемента), Наличие центрирующих шариков в конструкции датчика создает дополнительные места контакта, где могут возникать помехи, влияющие на точность измерений.

Целью изобретения является повышение точности измерений о

Поставленная цель достигается тем,.что в пьезопреобразователе, содержащем корпус с расположенным в нем пьезоэлементом, механически контактирующим с двумя силовводящими элементами, расположенными по разные стороны от пьезоэлемента, два центрирующих элемента, регулировочный винт и два опорных элемента с резьбой, центрирующие элементы установлены на опорных элементах, при. этом оси опорных элементов совпадают с осями центрирующих элементов, поджатых к соответствующим сферическим полостям, выполненным в одном из си- ловводящих элементов и регулировочном винте, установенном на другом силовводящим элементе,

На фиг. 1 изображена конструкция пьезопреобразователя; на фиг. 2 - его электрическая схема.

Пьезопреобразователь содержит корпус 1, в котором размещена изолирующая фторопластовая труба 2 с закрепленными в ней пьезоэлементами 3, выполненными в виде двух цилиндров, электрически соединенных между собой

32195 . . 4

параллельно и подключенных своими одноименными электродами -(например, полюсами) к одной выводной клемме 4, с гайкой 5 и шайбой 6„ Клемма 4 изолирована от корпуса 1 резиновой втулкой 7

Пьезоэлементы 3 однрй стороной поджаты к вкладышу 8, а другой сто- о РОНОЙ механически контактируют с двумя силовводящими элементами 9 и Ю, расположенными по разные стороны от пьезоэлементов 3. В силовво- дящем элементе 9, расположенном на

J5 одном конце корпуса 1, выполнено отверстие 11 с резьбой для регулировоч- ного винта 12, имеющего сферическую полость 13, а в силовводящем элементе 10, расположенном на другом

2Q конце корпуса 1, выполнена сферическая полость 141 Пьезопреобразователь снабжен двумя опорными элементами 15 в виде стержней с метрической резьбой, на которых установлены

25 центрирующие элементы 16, при этом оси опорных элементов 15 совпадают с осями центрирующих элементов 16, которые поджаты к соответствующим сферическим полостям 13 и 14.

30 Опорные элементы 15 поджимаются к контролируемой детали 17 (станине) пружинной шайбой 18„

Преобразователь монтируется и работает следующим образом.

На контролируемой детали 17 в ыпол няют два отверстия, в которых нарезают метрическую резьбу и вкручивают в них опорные элементы 15 с установленными на них центрирующими элементами 16 до полного поджатия пружин ных шайб 18. При этом оси опорных 15 и центрирующих 16 элементов совпадают. В трубе 2 корпуса 1 устанавливают вкладыш 8, два пьезоэлемента 3 и силовводящие элементы 9 и 10.

Между центрирующими элементами 16 ус-- танавливают корпус 1 таким образом, что центрирующие элементы 16 оказываются размещенными в сферических полостях 13 и 14. Осуществляют жатие корпуса 1 регулировочным винтом 12.

Степень предварительного поджатия зависит от величины деформации базо- -J вой детали 17 при действии технологического усилия. При деформации детали 17 происходит изменение прижатия пьезоэлементов 3 к вкладышу 8. В результате действия усилия пьезоэлемен1

ты 3 генерируют ЭДС, появляющуюся на выводной клемме 4 относительно корпуса машины. Величина и длительность ЭДС пропорциональны величине и времени деформации базовой детали, обусловленной технологическими усилиями.

Преимущество предлагаемого пьезо- преобразователя по сравнению с прототипом состоит в повышении точности измерений за счет установки центрирующих элементов на опорных элементах при совпадении их осей и их поджатии к соответствующим сферическим полостям, выполненным в силовво- дящих элементах, Такая конструкция пьезопреобразователя исключает погрешности измерений, которые могут возникать за счет проворота, опорных элементов вокруг своей оси.

321956

Формула изобретения

Пьез опреобразопатель, содержащий корпус с расположенным в нем пьезо- элементом, механически контактирующим с двумя силОБВОДЯЩИМИ элементами, расположенными по разные стороны от пьезоэлемента, два центрирующих элемента, регулировочный винт и два

JQ опорных элемента с резьбой, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, центрирующие элементы установлены на опорных элементах, при этом оси опорU ньк элементов совпадают с осями центрирующих элементов, поджатых к соответствующим сферическим полостям, выполненным в одном из силовводящих элементов и регулировочном винте, ус2Q тановленном на другом силовводящем элементе„

Изобретение относится к контроль- 4 но-измерительной технике, в частности к устройствам для контроля усилий кузнечно-прессового оборудования путем регистрации деформации базовых деталей,, Цель изобретения - повышение точности измерений,, Пьезопреобра- зователь содержит корпус 1, в котором размещена труба 2 с закрепленными в ней пьезоэлементами 3, соединенными между собой параллельно и подключенными к одной клемме 4 с гайкой 5 и шайбой 6, Пьезоэлементы 3 механически контактируют с двумя силовводящи- ми элементами 9 и 10, на одном 9 из которых выполнено отверстие 11 для регулировочного винта 12, имеющего полость 130 В другом силовводящем элементе 10 выполнена сферическая полость 14„ Пьезопреобразователь снабжен двумя опорными элементами 15, на которых установлены центрирующие элементы 16 и которые поджимаются к контролируемой детали 17 шайбой 18„ При деформации детали 17 происходит изменение прижатия пьезоэлементов 3 к вкладышу 8, в результате чего генерируется ЭДС, величина и длительность которой пропорциональны величине и времени деформации базовой детали 2 ил„ i 3 со N3 СО ел я 16 Vuz.f

иЬи

- Фиг. 2