Пьезоэлектрический акселерометр Советский патент 1982 года по МПК G01P15/09 

Изобретение относится к измерению параметров движения, в частности к пьезоэлектрическим акселерометрам с предварительно поджатыми пьезоэлементами.

Известны пьезоэлектрические акселерометры имеют относительно низкий динамический диапазон измеряемых ускорений вследствие нелинейной деформации контактного соединения чувствительного элемента и сопрягаемых с ним деталей l .

Наиболее близким по технической сущности и Достигаемым результатам является устройство, содержащее дисковый пьезоэлемент, нагруженный подпружиненной инерционной массой 2J.

Недостатком устройства является относительно низкая точность измерения ускорения, обусловленная повышенной поперечной деформацией пьезоэлемента в процессе измерения ускорения.

Цель изобретения - повышение точности измерения ускорения.

Для повышения точности измерения ускорения пьезоэлемент снабжен по периметру выступами, свободно охватывающими сопрягаемые с ним элементы инерционной массы и корпуса.

На чертеже представлена конструктивная схема пьезоакселерометра.

Пьезоэлемент 1 выполнен в виде плоского диска с выступами 2, свободно охватывающими инерционную массу 3 и основание корпуса 4. Упругий элемент 5 осуществляет предварительное сжатие указанных элементов через изолирующую прокладку. 6. Выступы 2

10 выполнены сплошными по всему периметру пьезоэлемента.

Пьезоакселерометр работает следующим образом.

15

При наличии ударных .ускорений вдоль оси прибора пьезоэлемент 1, инерционная масса 3, основание корпуса 4 деформируются как в продольном, так и в поперечном направлении. При этом

20 выступающая часть 2 пьезоэлемента, охватывающая по периметру инерционную массу 3 и основание корпуса 4, уменьшает величину поперечной деформации пьезоэлемента 1. Тем самым

25 уменьшается относительное смещение в плоскости контакта указанных сопрягаемых элементов. Подбор материалов пьезоэлемента и сопрягаемых с ним элементов дополнительно уменьшает

30 относительнее смещение в плоскости контакта основания корпуса и инерционной- массы. При этом материал пьезоэлемента и сопрягаемых с ним элементов (инерционный элемент и ос нование Koicjnyca) определяется из со отношения (H-pl.VEj коэффициент Пуассона ма где U, , |IJ, териалов пьезоэлемента сопрягаемых с ним элеме тов сооттзетственно; - модули упругости материалов пьезоэлемента и сопрягаемых с ним элементов .соответственно. В этом случае в меньшей степени проявляется нелинейный характер деформирования конта:ктного соединения, а вместе с ним и нелинейнос амплитудной характеристики акселерометра, что,в свою очередь, приводит к расширению амплитудного диапазона и к снижению погрешности измерения ускорений. Формула изобретения Пьезоэлектрический, акселерометр, содержащий установленный в корпусе дисковый пьезоэлемент, нагруженный подпружиненной инерционной массой, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения ускорения, пьезоэлемент снабжен по периметру выступами, свободно охватывающими сопрягаемые с ним элементы инерционной массы и корпуса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Иориш Ю.И. Виброметрия. ГНТИ машиностроительной литературы. М., 1963, с.568-569. 2.Батуев Г.С. Инженерные методы исследования ударных процессов. М., Машиностроение, 1977, с.215, рис.128 (прототип).