Трехкомпонентный пьезоэлектрический акселерометр Фремда Советский патент 1993 года по МПК G01V1/16 

сл

С

Использование, сейсмометрия, в частности устройства для преобразования сейсмических колебаний в электрические сигналы в сейсмологии для регистрации землетрясений, взрывов и т.п. Сущность изобретения: устройство содержит прижимной и установочные элементы, позволяющие получить равномерное распределение нагрузки между пьезоэлементами компонент при сборке. При этом повышается точность измерений за счет исключения влияния технологических погрешностей изготовления узлов акселерометра и более точной фиксации взаимного расположения деталей корпуса и пьезоэлементов, 1 ил.

Изобретение относится к сейсмометрии, о частности к устройствам для преобра- зования сейсмических колебаний в электрические сигналы, и может быть использовано в сейсмологии для регистрации землетрясений, взрывов и т.п.

Цель изобретения - повышение точности измерений за счет исключения влияния технологических погрешностей изготовления его компонентов и более точной фиксации взаимного расположения элементов акселерометра.

Сущность изобретения заключается в том, что в акселерометр введен один прижимной и два установочных элемента, а корпус. При этом прижимной элемент содержит на поверхности верхней части выступ или выступы, а в нижней части - коническое углубление, аналогичное углублению корпуса, и расположен в выборке корпуса так, что между поверхностями углубления и инерционного элемента установлены три других пьезоэлемента. Один из установочных элементов соединен с поверхностью верхней части прижимного элемента с возможностью перемещения последнего плоскопараллельно в поперечной плоскости корпуса и жестко соединен с самим корпусом, а второй жестко связан с выступом или выступами прижимного элемента и соединен с корпусом с возможностью перемещения его плосконсфаллельно в поперечной плоскости корпуса.

Таким образом, взаимодействие компонентов является плавающим (адаптивным), а окончательное жесткое закрепление происходит после TOI з, как элементы конструкции примут оптимальное положение.

На чертеже схематически показан разрез варианта конструкции трехкомпонент- ного пьезоэлектрического акселерометра.

со

hO

о о чэ

Акселерометр состоит из корпуса 1, пье- зоэлпментов 2 инерционного элемента 3, прижимного элемента 4. установочных элементов Г и 6 Внутри корпуса I размещены пьезоэлементы 2. три нижних из которых зажимаются между инерционным элементом 3 и корпусом 1, а три верхних - между инерционным элементом 3 и прижимным элементом 4. Установочный элемент 4 дает возможность установить надлежащим образом инерционный элемент 3 и прижимной элемент 4, позволяя последнему перемещаться плоскопараллельно относительно поперечной (горизонтальной) плоскости акселерометра, и прижать его, а затем жестко прикрепляется к корпусу, создавая необходимое остаточное длвление своей поверхностью на прижимной элемент 4, С помощью установочного элемента 6. также имеющего возможность перемещаться плоскопараллельно относительно поперечной плоскости создается усилие тяги вверх, вы- бирлклоя зазоры с резьбе и устраняется пружинный эффект для прижимного элемента 4 (роль пружин играют пьезоэлементы), а затем происходит жесткое закрепление установочного элемента 6 с корпусом 1

Акселерометр работает следующим образом. При колебаниях корпуса 1 в некотором направлении возникает сила, действующая со стороны инерционного элемента 3 на пьезозлименты 2. На обкладках пьезоэлементов 2 возникают пропорциональные действующим силам электрические заряды, которые используются в качестве полезного сигнала,

Положительный эффект изобретения состоит в повышении точности измерений не менее, чем на 20% и снижении временных затрат на его сборку, настройку и регулировку не менее, чем на 40%,

Формула изобретения Т р о х к о м п о н е н т н ы и п ь е з о п а к т р и ч е- ский акселерометр Фремда, содержащий корпус, снабженный коническим углублением, инерционный элемент, выполненный в виде тела вращения, образованного двумя сложенными основаниями конусами, и

шесть пьеэоэлементов, расположенных на

образующих конусов попарно противоположно относительно центра инерционного элемента так. что в плане угловой шаг между ними составляет 60, при этом три пьезоэлемента находя гея между поверхностями корпуса и инерционною элемента, отличающийся тем. что, с целью повышения точности измерений за счет исключения влияния погрешностей изготовления ц получения равномерной нагрузки по компонентам, в него введены один прижимной и два установочных элемента, а корпус выполнен с выборкой, расположенной над коническим углублением, при этом прижимной элемент содержит на поверхности верхней части по крайней мере один выступ, а в нижней части - коническое углубление, аналогичное углублению корпуса, и расположен в выборке корпуса, причем между

поверхностями углубления и инерционного элемента установлены три других пьезоэле- мента, один из установочных элементов соединен с поверхностью верхней части прижимного элемента с возможностью перемещения последнего плоско параллельно в поперечной плоскости корпуса и жестко соединен с самим корпусом, а второй жестко связан с выступом прижимного элемента и соединен с корпусом с возможностью перемещения его плоско параллельно в поперечной плоскости корпуса.