ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ПЬЕЗОАКСЕЛЕРОМЕТР С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДОМ Советский патент 1971 года по МПК G01P15/09 

Изобретение относится к области измерительной техники.

Известны дифференциальные иьезоакселерометры с частотным выходом, содержащие корпус, инерционную массу, относительно которой симметрично расположены пьезорезонаторы, связанные с генераторами, подключенными к детектору частоты биений генераторов.

Предлагаемое изобретение позволяет упростить конструкцию и повысить технологичность, что обеспечивается образованием резоjiaTOpOB двумя парами электродов, нанесенных с обеих сторон на монолитную пластину из пьезоактивного материала.

На фиг. 1 показана конструкция чувствительного элемента акселерометра; на фиг. 2- блок-схема однокомпонентного дифференциального акселерометра с частотным выходом.

В корпусе 1 чувствительного элемента 2 по углам жестко закреплена тонкая прямоугольная пластина 3 постоянной толщины из пьезоактивного материала.

Иа двух больших поверхностях пластины 3 симметрично относительно ее центра нанесены четыре металлических электрода, образующих два пьезоэлектрических резонатора 4 и 5. По линии, соединяющей резонаторы 4 и 5, на одинаковом расстоянии от них на пластине 3 установлена инерционная масса 6. Резонатор 4 присоединен к генератору 7 через

клеммы 8 и 9, а резонатор 5 - к генератору 10 через клемы 11 н 12. Выходы 13 генератора 7 и /4 генератора 10 нодсоедннены к детектору 15, на выходе которого частота сигнала

равна разности частот генераторов 7 и 10.

Генераторы 7 и 10 находятся в режиме непрерывных гармонических колебаний с частотами, равными или близкими между собой и задаваемыми соответственно пьезорезонаторами 4 и 5. По высокой частоте резонаторы 4 и 5 акустически развязаны. Это обеспечивается за счет соответствующего выбора среза (в случае пьезокристаллического резонатора) или поляризации (в случае пьезокерамического резонатора), определяющих тин колебаний в резонаторе, а также за счет определенной геометрии и соотношения размеров пластины 3 и электродов. При отсутствии ускорения частоты колебаний генераторов 7 и 10 равны

или отстоят одна от другой на фиксированное значение. При действии ускорения масса 6 создает напряжения и деформации в резонаторах 4 и 5, приводящие к сдвигу резонансных частот этих резонаторов и, соответственно, к сдвигу частот генераторов 7 и 10. При «вертикальном (вверх или вниз в плоскости, фиг. 1) ускорении один из резонаторов сжимается, а другой растягивается усилием, создаваемым инерционной массой 6. В результате возникающих механических напряжений резонансные частоты элементов 4 и 5 будут

в силу симметриии конструкции изменяться .i равной степени, но с противоположными знаками девиации, и на выходе детектора 15 появится сигнал с частотой, зависящей от Bt inчины этой составляющей ускорения.

При «горизонтальном ускорении (вправо- влево в плоскости, фиг. 1) инерционная масса 6 одинаково воздействует на оба резонатора 4 и 5, сдвигая их частоты и частоты генераторов 7 и 70 в равной мере и одинаковым знаком. В результате при горизонтальной компоненте ускорения частота на выходе детектора 15 не изменится.

Предмет изобретения

Дифференциальный пьезоакселерометр с частотным выходом, содержащий корпус, инерционную массу, относительно которой симметрично расположены пьезорезонаторы, связанные с генераторами, подключенными к детектору частоты биений генераторов, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения технологичности, в нем резонаторы образованы двумя парами электродов, нанесенных с обеих сторон на монолитную пластину из ньезоактивного материала.