ПЬЕЗОДАТЧИК УСКОРЕНИЙ Советский патент 1973 года по МПК G01P15/09 

I

Изобретение относится к -области Измерительной технИки.

Из,вестны пьезодатчики ускорений, содержащие аанавание, инерадио-нную .маосу « (последовательно включенные в элект|риЧбскую цепь пьезоэлемеиты.

Предложенный пьезодатчик ускорений позволяе г определить резонансы крепления датчика к Ясследуемо1М|у объекту и уменьшить чувствительность датчика к деформациям объекта, благодаря тому что льезоэлементы рзсположены симметрич-но относительно друт друга на ;ирот1И1воположных сторонах основа1ния.

На фиг. 1 показан юредложенный иьезодатчик;. на фнг. 2 - дана электрическая -схема соединения пьезоэлементов.

Пьезодатчик ускорений содчржит основание /, пьезоэлементы 2 и 3, инерцион ный элемент 4, крыш-ку 5 и антивибрационный кабель 6, им©Ю|ЩИЙ изолированные от основания / проВОДНИК1И 7, 8 и 9.

Датчик Крепят к исследуемому объекту 10 клеем или винтами. Пьезоэлементы 2 и 3 представляют собой плоакие пластины, из;готовленные из шьезокерамики ino толщине, на. их поверхности, :К;роме торцов, найосят металлические электроды.

Такие пьезоэлементы имеют отличную от нуля чувствительность « напряжениям ра|стяженяя - сжатия (произвольных иаправлеяий.

К воздействию других ендов механических: на|пряжений они не чувствительны. При сборке датчика пьезоэлеманты 2 и 3 приклеивают симметрично на противоположных поверхностях основаюия / и электроизолируют на основании, нап1ри;мер, глубок1им анодированием последнего. Оси поляризации пьезоэлементов 2 и 3 ориентируют в противоположных НаправЛ9НИЯХ.

Пьезоэлементы 2 и 3 включены в электрическую цепь последовательно. Под-гонку чувс13Ительнасти льезоэлемента 2 для полкой компенсацИи 1сипналов датчика, вызванных деформациями исследуемого объекта, осуществляют выбором электрических ха рактерИ1СТ1Ик при проектировании и шунтирова/нии этого пьезоэлемента емкостью И, подбираемый при калибровке датчика на опециальном стенде.

При калибровке датчика на всследуемом объекте электрические колебания напряжением UT от генератора проводниками 8 и 9 подаются на пьезоэлемент 2. Электрический сигнал , пропорциональный колебаниям основания Л возбуждаемым пьезоэлементом 2, подается в регистрирующее устройство проводниками 7 и 8. Проводник 8 при калибровке Исполызуют .в качестве общего лроводника; прИ измерении гвибрации этот проводник изолируют и в измерительную цепь не (включают. Электрнческие сигналы f/я С тьезоэлементов

. ,,- «.

/

;4

-37S556

2 и в подаются в регистрирующее устройствопроводниками 7 и 9.

Пьезодатчик ускорений работает следующим образом.

При воздействии вибрации и деформаций от исследуемого объекта «а датчик в пьезоэлементе 5 вырабатывается электрический ситнал, прапардианальный механическим нацряже1ниям от воздействия инерциониого элемента 4 (И деформаци-й основания 1. В это же время под действием деформаций основания 1 в оьезоэлементе 2 лоявляется электрический свлна-л, пропорциональный напряжениям растяжения - сжатия основаиия (к воздействию механических на пряжений других типов пьезоэлеманты 2 и не чувствительны).

Деформации вибрирующего исследуемого объекта 10, передаваемые основанием /, вызывают в пьеЗОелементах 2 и 3 одииаковые ло знаку Напряжения растяжения - сжатия и равные 1ПО величине электрические 1сигналы. Противоположная поляризация пьезоэлементов 2 и 1(3 и схема их В1ключения обеспечивают вычитание электрических сигналов с пьезоэлемантов.

Выходной электрический 1сипнал t/a датчика пропорционален только ускорению вибрации или удафа исследуемого объекта. В случае отсутствия деформаций исследуемого объекта льезоэлемент 2 работает как обычная емкость, включенная последовательно в измерительную цепь датчика.

При 1калибровке датчика проводниками 8 и 5 на пьеэоэлемент 2 подают элект1рические колебания f/r от звукового генератора. В пьезоэлементе 2 возбуждаются механические колебания растяжения-сжатия по толщине, которые 1передают1ся основанию 1, вызывая его колебания. Эт1И -колебания воспринимаются пьезоэлементом 3 и-инерционным элементом 4. На электродах пьезоэлемента 3 .появляется электрический сигнал UK, яроиорциональный колебаниям угловой скорости.

4

Предмет изобретения

Пьезодатчик уско1реннй, содержащий основание, инерционную массу и последовательно включенные в цепь льезоэлембнты, отличающийся тем, ЧТО, с целью олределения резонансов крепления датчика к исследуемому объекту и умйньщения чув-ствительности датчика к деформациям объекта, |Пьезоэлеме|Нты (расположены симметрично на Противоположных сторонах основания.

Фиг.1

Фиг. 2