Измерительный узел вибропреобразователя Советский патент 1992 года по МПК G01H1/00 

Изобретение относится к виброметрии и может быть использовано при измерении ортогональных составляющих пространственного колебательного движения.

Известно устройство - измерительный узел вибропреобразователя, содержащий прямоугольную пластину и расположенный в центральной ее части со стороны, противоположной стороне ее касания с инерционным элементом электромеханический преобразователь (авт.св. СССР № 645035, кл. G01 Н 1/04, 1977).

Недостатком аналога является низкая точность измерения вибрации, обусловленная высоким коэффициентом поперечной чувствительности, возникающим за счет из- гибной деформации при движении инерционного элемента вдоль поперечного направления пластины.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному устройству является устройство - измерительный узел вибропреобразователя, содержащий электромеханический преобразователь, элемент поджатич электромеханического преобразователя, взаимодействующий с ним элемент взаимодействия электромеханического преобразователя с инерционным элементом вибропреобразователя. Электромеханический преобразователь выполнен в виде набора параллельно расположенных шайб или дисков с токопроводящими пластинами между ними, а элемент взаимодействия электромеханического преобразователя с инерционным элементом выполнен в виде диска. Элемент поджагия измерительного узла к инерционному элементу выполнен в виде кольцевой гайки.

Недостатком прототипа является низкая точность измерения вибрации, из-за высокого коэффициента поперечной чувст(Л

С

-ч

о

N

Ю xj

витальности, обусловленной возникновением паразитного сигнала при перемощении инерционного элемента вдоль плоскости шайб или дисков,

Цель изобретения - повышение точности измерения вибрации за счет снижения коэффициента поперечной чувствительности.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве - измерительном узле вибропреобразователя, содержащем электромеханический преобразователь, элемент поджатия электромеханического преобразователя, взаимодействующий с ним элемент взаимодействия электромеханического преобразователя с инерционным элементом вибропреобрззователл, электромеханический преобразователь выполнен в виде полого цилиндра, элемент взаимодействия выполнен в виде пружины, радиальная жесткость которой меньше осевой жесткости.

На чертеже представлен вибропреобразователь с предложенным измерительным узлом,

Устройство - измерительный узел виб- ропреобразовэтеля содержит элемент поджатия электромеханического преобразователя, выполненный в виде кольцевой гайки 1 с отверстием, в котором расположен электромеханический преобразователь, выполненный в виде полого цилиндра и состоящий по крайней мере из одного трубчатого пьезоэлектрического элемента (на фиг. показано два) 2,3, расположенного между Элементом поджэтия электромеханического преобразователя и элементом взаимодействия элктромеханического преобразователя с инерционным элементом, выполненным в виде пружины, радиальная жесткость которой меньше осевой жесткости, взаимодействующей с инерционным элементом 5, выполненным в виде шара. Пружины могут быть винтовыми с . прямоугольным сечением, радиальная толщина которых меньше осевой, или прорезными 4, выполненными в виде цилиндра с прорезями, причем толщина стенки цилиндра должна быть больше ширины соединяющих звеньев, например, в два раза. Между трубчатыми пьезоэлектрическими элементами расположены токосъемники 6. Возможно выполнение инерционного элемента в виде куба с выступами, взаимодействующими с пружинами (на фиг. не показано). Три группы ортогональных измерительных узлов с помощью кольцевых гаек 1 закреплены в корпусе 7. Каждая группа состоит из двух расположенных на одной оси измерительных узлов, с расположе ным между ними инерционным элементом 5. За счет поджатия с помощью кольцевых гаек 1 обеспечивается безотрывное движение инерционного элемента 5.

Заявленное устройство работает следующим образом. При колебании корпуса 7 инерционный элемент 5 воздействует на каждый измерительный узел с силами, пропорциональными вектору воздействующей

0 вибрации, при этом составляющая силы, действующая вдоль аксиальной оси измерительного узла, вызывает сдвиговую деформацию трубчатых пьезоэлектрических элементов 2, 3, в результате на их боковых

5 поверхностях образуются электрические заряды противоположного знака, пропорциональные этой составляющей, которые снимаются токосъемниками 6. Составляющая силы, действующая в радиальном на0 правлении вызывает деформацию сжатия-растяженил трубчатых пьезоэлектрических элементов 2, 3, к которой они нечувствительны, так как в силу аксиальной симметрии трубчатых пьезоэлектрических

5 элементов 2, 3, возникающие на их разных участках заряды взаимно компенсируют друг друга. Дополнительное снижение поперечной чувствительности вибропреобра- зовэтеля достигается за счет того, что

0 радиальная жесткость пружины 4 меньше ее осевой жесткости. В результате при смещении инерционного элемента 5 в радиальном направлении происходит изгиб пружины 4, вто время, как смещение инерционногоэле5 мента 5 в аксиальном направлении практически полностью передается трубчатому элементу.

Использование заявленного устройства позволяет обеспечить достижение следую0 щих технико-экономических преимуществ: снижение коэффициента поперечной чувствительности, осуществляемое за счет использования в качестве электромеханического преобразователя трубчатого элемента и

5 введения пружины, радиальная жесткость которой меньше осевой жесткости. Это позволяет повысить точность измерения вибрации. Кроме того, предложенное техническое решение позволяет расширить

0 частотный диапазон вибропреобразователя в области высоких частот, так как в нем отсутствуют паразитные сигналы, возникающие в результате взаимодействия шероховатости поверхностей инерционного

5 элемента и промежуточного диска прототипа в процессе их взаимного перемещения.

Формула изобретения Измерительный узел вибропреобразователя, содержащий электромеханический

преобразователь, элемент поджатия электромеханического преобразователя, взаимодействующий с ним элемент взаимодействия электромеханического преобразователя с инерционным элементом вибропреобразователя, отл ичающийс ятем, что, с целью

за счет снижения коэффициента попереч ной чувствительности, электромеханиче ский преобразователь выполнен в вид полого цилиндра, элемент взаимодействи электромеханического преобразовател выполнен в виде пружины, радиальная жес

повышения точности измерения вибрации ткость которой меньше осевой жесткости.

за счет снижения коэффициента поперечной чувствительности, электромеханический преобразователь выполнен в виде полого цилиндра, элемент взаимодействия электромеханического преобразователя выполнен в виде пружины, радиальная жес

Изобретение относится к виброметрии и может быть использовано при измерении ортогональных составляющих пространственного колебательного движения. Цель изобретения - повышение точности измерения вибрации за смет снижения коэффициента поперечной чувствительности. Устройство - измерительный узел вибропреобразова- тслл содержит элемент поджатия измерительного узлз вибропреобрэзователя, выполненный в виде кольцевой гайки 1 с отверстием, Б котором расположен электромеханический преобразователь, выполненный в виде по меньшей мере из одного трубчатого пьезоэлектрического элемента 2, 3, расположенного между элементом поджатия измерительного узла вибропреобразователя и элементом взаимодействия электромеханического преобразователя, выполненным в виде пружины 4, радиальная жесткость которой меньше осевой жесткости, взаимодействующей с инерционным элементом 5. выполненным в виде шара. 1 ил.