Пьезоэлектрический датчик Советский патент 1976 года по МПК B06B1/06 

1 (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК

1

Изобретение относится к акустике и может найти применение для определения физических характеристик различных материалов путем измерения параметров распространения сдвиговых и продольных волн.

Известен компонентный пьезоэлектрический датчик, позволяющий одновременно регистрировать несколько типов деформаций. Датчик содержит систему склеенных пьезопластин, обкладки которых электрически изолированы одна от другой и подключаются к регистрирующему устройству через сумматор, который выдает сумму и разность электрических сигналов, снимаемых с каждой пластины, посредством последовательного их вк ючения в фазе и противофазе. При этом к одному входу регистратора поступает сигнал,-вызванный деформацией изгиба ( деформации сжатия компенсируется), к другому входу - сигнал, вызванный деформацией сжатия (деформация-изгиба компенсируется).

Однако в импульсном режиме работы с:игнал, вызванный деформацией сжатия.

не компенсируется из-за различия амплитудно-частотных характеристик отдельных пластин, составляющих компонентный датчик. Разница в амплитудах сигнала не линейна и для каждого значения частО ты имеет различное значение, в отличие от непрерывного режима, когда на одной заданной частоте постоянная разница может быть устранена введением аттенюаторов.

Таким образом, наличие нескольких пьезопластин не позволяет использовать датчик в импульсном режиме измерений. Цель изобретения - одновременная

регистрация продольной и сдвиговой деформаций Ё импульсном режиме измерений.

Для этого } предлагаемом устройстве на верхнюю грань пьезопластины нанесены два рапных по площади электрически изолированных электрода, а на противолежашую грань - один электрод, подключенные к KOMNtyTaTopy, выход которого соединен с входами регистрируюшегс,

.устройства.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Датчик состоит из пьезопласткны 1, вектор поляризации которой перпендикулярьн к электродам 2, 3 и 4. На нижшою грань датчика нанесен электрод 2, а на ппотнвоположггую, т.е. в рхнюю грань два электрода 3 и 4, равные по плота-, ди и электрически изолированные.

Электроды 2, 3 и 4 пьезопластины 1 подключены к коммутатору 5, выход кото рого соединен с входами регистрирующего устройства 6, например двухлучевого осциллографа. Пьезопластина 1 регистрирует продольную А и сдвиговую (поперечную) В деформации.

При измерении сдвиговой деформации; на первый вход регистрирующего устройства 6 через коммутатор 5 подается сигнал, снимаемый с электродов 3 и 4. Измеряемая деформация вызывает в пьезопластине 1 деформацию изгиба, материал пьезопластины, прилежащей к электроду 3 (4), испытывает деформацию растяжения, а одновременно другая часть пьезопластины, под электродом 4 (3), испытывает деформацию сжатия, с результате Чего между электродами 3 и 4 возникает раность потенциалов.

При измерении продольной составлию-лей акустических колебаний на второй вход регистрирующего устройства 6 через коммутатор 5 подается сигнал, снимаемый с электрода 2 и параллельно соединенных $м.ектродов 3 и 4.

Продольная деформация пьезопластияы 1 возбуждает на электродах 3 и 4 равшме потенциалы одного знака, так как плошади электродов 3 и 4 равны и, следовательно, разность потенциалов, вызванная продольной деформацией, в этом случае равна нулю.

Формула изобретения

Пьезоэлектрический датчик, содержащий пьезопластину с электродами и регистрирующее устройство, отличающийс я тем, что, с целью одновременнной регистрации продольной и сдвиговой деформаций; в импульсном режиме измерений, на одну грань пьезопластины нанесены два равных по площади электрически изолированных электрода, а на противолежащую грань - один элект1.эд, подключенные к коммутатору, выход которого соединен с входами регистрирующего устройства.