ДАТЧИК ДИНАЛ1ИЧЕСКИХ УСИЛИЙ Советский патент 1974 года по МПК G01L1/16 

Изобретение относится к области при-боростроения и может быть применено лри измерении леременных усилий в конструкциях.

Известные датчики ди.на-мических усил-ий с пьезошай бами .не обладают достаточно высокой чувствительностью и не -имеют достаточной м еха на wecKO и пр оч и о сти.

Предлагаемый датчик отличается от известных тем, что его корпус выполнен в виде пакета из тре.х иластии, средняя из которых снабжена сквозными отверстиями с размещенньши в них иакетамн пьезошайб, электроды которых объединены кольцевой шиной.

Tajvoe выполнение датчика повышает его чувствительность и мехалическую прочность.

На фиг. 1 представлена конструкция предлагае.мого датчика; на фйт. 2 - схема усталовки его в узле -кр.еилеиия.

Датчик состоит из двух одинаковых металлнческих иластиш 1, обоймы 2, кольца 5, явля1ои;,егося корпусом датчика. В обой-ме 2 имеются сквозные отверстия - гнезда, в которых помещены пакеты пьезокерамических пластии (пьезоэлементов) 4. В каждом пакете ньезоэлементамИ находится электрод 5 из металла с малым модулем упругости, -например свияца или меди.

Пьезоэлементы 4 замыкаются на электрод 5 одноименно поляризованными поверхностями. Все электроды 5 от каждого пакета пьезоэлементов замыкаются на общ1п1 электрод б, концы которого выводятся на разъем 7, герметично укрепленный на кольце 3. Пластины У соединены между собой заклепками 8.

Герметичность датчика достигается за счет плотной посадки заклепок 8 и про-кладок 9 и W, изготовленных из резины и устанавливаемых между кольцом 3 и пластиналп /.

Высота пакета пьезоэлементов 4 и электрода 5 на величину ,01-0,02 мм больше высоты обоймы 2. При сборке датчика за счет упругой деформации электрода 5 происходит выравнивание высот пьезокерами-ческих пакетов и обоймы. Суммарная л есткость пакета значительно меньше жесткости металлических пластин 1 и обоймы 2.

Различная жесткость пьезокерамических пакетов и металлических пластин позволяет снизить нагрузки, действующие на пьезоэлементы датчика.

Датчик уста1навливают в узле крепления. Резьбовое соединение затягивают согласно нормам, принятым для дашюго узла механизма «ли конструкции.

Установленный таким образом датчик в процессе работы исследуемого объекта воспринимает динамическое усилие, приходящее на данный узел крепления. Это усилие увеличивает или уменьшает начальные деформации сжатия пьезоэлементов и в результате пьезоэлементы генерируют электрический заряд, пропорциональный приложенному усилию.

Величина динамического усилия, воспринимаемая льезоэлементами, зависит от соотношения жесткости пьезоэлементов и корпуса датчика. Соотношение указанных жесткостей и пьезоэлектрические свойства пьезоэлементов определяют чувствительность датчика, величина которой устанавливается в результате калибровки датчика на калибровочном стенде, имеющем эталонный источник динамической силы.

Одноименный электрический сигнал со всех пьезоэлементов суммируется на общем электроде н подается на выходной разъем, с которого затем подается па измерительный прибор.

В зависимости от величины электрического сигнала, снимаемого с датчика, возможно предварительное усиление его до передачи сигнала на-измерительный усилитель.

Предмет изобретения

Датчик динамических усилий, содержащий корпус и пакеты пьезощайб с электрода-ми, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительпост-и и механической прочности, корпус датчика выполнен в виде пакета из трех пластин, средняя из кото1рых спабл ена сквозными отверстиями с размещенными в них пакетами пьезошайб, электроды которых объединены общей кольцевой шиной.

7Г1 VLH

ffff/f,