Пьезоэлектрический виброизмерительный преобразователь Советский патент 1982 года по МПК G01P15/09 

(5) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ВИБРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к технике измерения вибраций на различных объектах с низкочастотными вибрационными смещениями, где требуется большой коэффициент преобразования пьезоэлектрического виброизмерительного преобразователя. В этой области приборостроения совершенство пьезоакселерометра в значительной степени определяется его коэффициентом преобразования, определяющим принципиальную пригодность пьезопреобразователя для измерения параметров движения объекта. Известны пьезоэлектрические вибро измерительные преобразователи, состоящие из пластины упругого элемента (подкрепления), выполненного заодно с основанием, приклеенных к нем пьезопластин и груза, расположенного на внешнем контуре пластины упругого элемента .1 . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является пьезопреобразователь, содержащий чувствительный элемент в виде двух кольцевых пьезопластин, разделенных металлической пластиной упругого подкрепления с размещенныкда на внешнем контуре равными грузами и защемленной по внутреннему контуру пьезопластин 2. В известных датчиках с изгибным чувствительным элементом плactинa упругого подкрепления выполнена в ви« де однородного сплошного диска, защемленного в центре. Недостатком известной конструкции является нерациональное распределение жесткости упругого подкрепления и пьезопластины, а следовательно, механических напряжений в них, что приводит к понижению коэффициента преобразования. Цель изобретения - увеличение коэффициента вибропреобразсвателя без увеличения массы и габаритов.

Поставленная цель достигается тем что в известной конструкции пьезоэлектрического преобразователя.в пластине упругого подкрепления выполнены отверстия, вписанные в равные секторы, число которых выбрано равным числу грузов, при этом центоы отверстий расположены на концентрических окружностях, а центры отверстий, находящихся на каждой четной окружности, смещены на угол, равный половине угла сектора.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, где 1 - пластина упругого подкрепления; 2 - пьезопластина; g и Ъ внешний и внутренний радиусы кольцевой пластины упругого подкрепления; Р - интенсивность нагрузки, действующей на внешнем контуре; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг, 1.

Испытания предлагаемой конструкции показали, что лучший эффект достига.ется, если центры отверстий, находя щихся на каждой четной концентрической окружности, повернуть вместе с этой окружностью на угол fC/i- относительно биссектрисы сектора (на фиг. 2 окружность 2, сектор k). При Этом обеспечивается усреднение распределения жесткости в соответствии с выбранным законом и, таким обра.зом, исключается возникновение нежелательных форм колебаний пластины чувствитеГ1Ьного элемента относительно диаметров, совпадающих с биссектрисами секторов.

Число секторов V , а также ширина перемычек Ь и -Ь фиг. 2 определяются из условий выбранной технологии изготовления и геометрических размеров пластины упругого подкрепления.

Однако в случае исполь зования груза, представляемого в виде дискретных компонентов, например, вольфрамовых цилиндров, расположенных на внешнем контуре упругого подкрепления

число секторов выбирается равным числу грузов. При этом грузы устанавливаются в зонах расширения внешнего контура упругого подкрепления, образуемых примыкающими отверстиями СФиг. 2).

Во всех случаях уменьшение ширины перемычек приводит к увеличению коэффициента преобразования по заряду.

Формула изобретения

Пьезоэлектрический виброизмерительный преобразователь, содержащий чувствительный элемент в виде двух кольцевых пьезопластин, разделенных кольцевой металлической пластиной упругого подкрепления с размещенными на ее внешнем контуре равными грузами и защемленной по внутреннему контуру, отли чающийся тем, что, с целью повышения коэффициента преобразования пьезопреобразователя без увеличения габаритов и массы, в пластине упругого подкрепления выполнены отверстия, вписанные в равные секторы, число которых выбрано равным числу грузов при этом центры отверстий расположены на концентрических окружностях,а центры отверстий, находящихся на каждой четной окружности, смещены на угол, равный половине угла сектора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

им. Ф.Э. Дзержинского, М., 1977, с. 63-67.

2.Авторское свидетельство СССР № 56П775, кл. G 01 Р 15/09, 1976 (прототип).