Устройство для измерения пьезомодуля D @ пьезоэлементов Советский патент 1982 года по МПК G01R29/22 

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при испытаниях в производстве пьезоэлектрических материалов.

Известно устройство для определения пъезомодуля пьезоэлементов, которое состоит и.з пневматического датчика давления, самозапирающагося крана, пневмосистемы и измерительного прибора. Работа устройства основана на измерении величины напряжения, генерируемого на обкладках пьезоэлемента при быстром изменении механической нагрузки, при 1ожен«ой перпендикулярно к обкладкам пьезоэлемента 1.

Недостатком данного устройства является его сложность.

Наиболее близким к изобретению является устройство, которое состоит из электромотора, на валу которого установлен эксцентрик.. На эксцентрик опирается шток, через пружину, тензодатчик и токосъемник соединенный с регистрирующим прибором, Тензодатчик подключен к тензостанции 12.

Недостатками известного устройства являются низкая нгщежность и сложность конструкции, обусловленные наличием в его составе вращающихся ме-

ханических деталей эксцентрикового механизма.

Цель изобретения - упрощение конструкции устройства и повышение его надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройсд-ве для: измерения пьезомодуля пьезоэлементов, содержащем регистрирующий прибор, под10ключенный к пластинам токосъемника, одна из пластин токосъемника выполнена, в виде постоянного магнита, а другая - в виде сердечника электромагнита,- обмотка которого подключена

15 к дополнительно .введенному источнику электрических колебаний. .

При этом одна из пластин токосъемника выполнена из феррсмлагнитного ма териала, а другая в виде сердечника

20 электромагнита, на котором расположены две обмотки, одна из обмоток подключается к дополнительно введенному источнику постоянного тока, а другая к дополни тельно введенному источнику 25 электрических колебаний.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - то же, вариант.

Схема устройства состоит из йьеэоэлемента 1 (образец), пластины 2 то30косъемника - постоянный магнит; плас тины 3 токосъемника - сердечник элек ромагнита, регистрирующего прибора 4) обмотки 5 электромагнита и источника б электрических колебаний. Пластины 2 и 3 токосъемника подключаются к регистрирующему прибору 4. Обмотка 5 электромагнита подключается к источнику 6 электрических колебаний. Измерение пьезомодуля dj nbeaoэлементов производится следующим образом. Испытуемый образец 1 устанавливается между пластинами 2 и 3 токосъемника. При этом за счет притяжения (сердечника) пластины .3 к (маг ниту) пластине 2, осуществляется предварительное поджатие пьезоэлемента. От источника 6 электрических колебаний в обмотку 5 электромагнита подается переменный ток. При этом пластины 2 и 3 токосъемника притягиваются друг к другу с переменной силой. В результате этого на пьезоэлемент 1 действует переменная механическая нагрузка, направленная перпендикулярно плоскостям его обкладок и обусловливающая генерацию пьезоэлементом переменного напряжения. Сущность второго варианта изобретения поясняется фиг. 2, где изображено; пьезоэлемент 1 (образец/, плас тина 2 токосъемника - ферромагнитны элемент, пластина 3 токосъемника сердечник электромагнита, регистрирующий прибор 4, первая обмотка 5 электромагнита, вторая обмотка 6 эле тромагнита, источ ник 7 постоянного тока, источник 8 электрических колебаний. Пластины 2 и 3 токосъемника подклк)чаются к регистрирующему прибору 4. Первая обмотка 5 электромагнита подключается к источнику 7 постоянно го тока, а вторая обмотка 6 - к источнику 8 электрических колебаний. Измерение пьезомодуля djj пьезоэлементов производится с пс 4ощью это го устройства следующим образом. Испытуемый пьезоэлемент 1 устанав ливается между пластинами 2 и 3 токосъемника. От источника 7 в обмотку 5 электромагнита подается постоянный ток. При пластины 2 и 3 притяги ваются друг к другу с постоянной cTfлой, что обеспечивает предварительное поджатие пьезоэлемента 1. Степень предварительного подфкатия пьезоэлемента контролируется по величине постоянного тока от источника 7, шкала прибора которого проградуирована в единицах силы. От источника 8 в обмотку 6 электромагнита подается переменный ток. При этом пластины 2 и 3 притягиваются друг к другу с переменной силой. В результате этого на пьезоэлемент 1 действует переменная механическая нагрузка, направленная перпендикулярно плоскостями его обкладок и обуславливающая генерацию пьезоэлементом переменного напряжения. Величина напряжения, генерирующего пьезоэлементом пропорциональна его пьезомодулю d, и регистрируется прибором 4. Формула изобретения 1.Устройство для измерения пьезомодуля d35 пьезоэлементов, содержащее регистрируняций прибор, подключенный к пластинам токосъемника, отличаю щ е е с я тем, что, с целью упрсвдения конструкции, одна из пластин токосъемника вьшолнена в виде постоянного магнита, а другая в виде сердечника электромагнита, обмотка которого подключена к дополнительно введенному источнику электрических колебаний, 2.Устройство по п. 1, о т ли ч а ю щ е е е с я тем, что, одна из пластин токосъ.етчника выполнена из ферромагнитного материгша, а другая - в виде сердечника электромагнита, на котором размещены две обмотки, 1 одна из которых подключена к дополнительно введенному источнику постоянного тока, а другая - к дополнительно введенному источнику электрических колебаний. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское ,свидетельство СССР 144877, кл. G 01 R 29/22, 1961. 2.Смажевская Е.Г. и Фельдман Н.В. Пьезоэлектрическая керамика. М., Советское радио, 1971, с. 141-142.