Пьезоэлектрический акселерометр Советский патент 1979 года по МПК G01P15/08 

го сигнала с пьеэоэлементов 5, измеряемого с помсвдью вольтметра; В отличие от известного акселерометра, в котором упругий элемент под вергается деформации изгиба, в предлагаемой конструкции упругий элемент (утончение 4 стержня 3) подвергается деформации растяжения. При напряжении S в упругом участке 4 меньше допускаемого ( ) лэ эакона Гука Следует Е8 X(1) где Е - модуль ynpvrbcTM материала стержня (-), 6 - относительное удлинение. Так как с е 1- vC2) где ikB - соответствуюгцее силе F удлинение упругого участка стержня (м); С - длина упругого участка стер /ч ня (м),. то выражение, (1) примет следующий вид: Е - с .8 е Отсюда определяются параметры упругого участка стержня (отногйение площади поперечного сечения к длине) 8/ F -. - i .-/14 - ло Е е де 6/ с - заданная .жесткбсть упр где С: гого участка находится из условия прочности . . б) Р - заданное усилие предвари тельного поджатия (Н); m - эффективная масса (кг) ; О fffj максимальное, измеряемое ускорение (м/с ); JSAen допускаемое напряжение на растяжение для материала стержня (Н/м2)., Для обеспечения высокой линейноети преобразователя жесткость неупругого участка стеркня, а также жесткость заделки стержня должны быть . значительно больше жесткости упругог участка. Исходя из этого площадь по перечного сечения неупругой части S стержня 3 в несколько раз больше пяо щади поперечного сечения упругой часГи S стержня, т.е. 8чЧз-б)5н (r)i. Работает предлагаег ый акселерометр следующим образом. Под воздействием ускорения, направленного по оси акселерометра, инерционное тело 2 создает усилие (растяжение или сжатие) , приложенное к чувствительному элементу. Вследствие прямого пьезоэлектрического эффекта на пьезоэлементах 5 возникает заряд Q, который снимается с электрода б и основания 1. Заряд Q пропорционален измеряемому ускорению . Q т-а-й|,-п ,(8) где d,, - пьезоэлектрический модуль (для кварца); m - эффективная масса (кг). предлагаемом акселерометре эффективная масса равна им с (9) где muR - маСса инерционного тела; mg - часть массы стержня (ма:сса участка стержня выше упругого участка) . Формула изобретения .1. Пьезоэлектрический акселерометр, содержащий основание с располoжeнны №I на нем чувствительным элементом, инерционным телом и узлом предварительного поджатия инерционного тела и чувствительного элемента к основанию, о тли ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности и расшиЬения амплитудного и частотного диапазонов измеряемых ускорений, в .нем узел поджатия выполнен в виде предварительно напряженного стержня .переменного сечения с упругим участком, жестко связанного с основанием и инерционным телом. 2. Акс елёрометр rto п.1, отличи ю щи и с я тем, что отношение площади поперечного сечения неупругого SH и упругого S.J участков стержня находится в, пределах 17