CS215822B1

CS215822B1 - Electrodynamic exciter table with piezoelectric accelerometer

Info

Publication number: CS215822B1
Application number: CS576680A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Navratil
Original assignee: Miroslav Navratil
Priority date: 1980-08-22
Filing date: 1980-08-22
Publication date: 1982-09-15

Abstract

Vynález se týká úpravy kmitajícího stolu elektrodynamického budiče mechanických kmitů. Řeší problém přesného měření určujících veličin mechanických kmitů kmitajícího stolu. Podstatou vynálezu je to, že neoddělitelnou částí stolu je střední nosný sloupek, kolem kterého jsou uloženy piezoelektrické prvky namáhané na tah—tlak nebo na střih, zatěžované příslušnou setrvačnou hmotou. Tak vznikne jednoduchý piezoelektrický akcelerometr pro absolutní měření mechanického kmitání stolu budiče, uložený v jeho kinematicky nejvýhodnějším bodu a je jeho mechanicky neoddělitelnou částí. Vynález může být využit u elektrodynamických budičů mechanických kmitů, jestliže potřebujeme přesně znát průběh kmitů jeho stolu.The invention relates to the modification of the vibrating table of an electrodynamic exciter of mechanical vibrations. It solves the problem of accurate measurement of the determining quantities of mechanical vibrations of an vibrating table. The essence of the invention is that an inseparable part of the table is a central supporting column, around which piezoelectric elements are placed, subjected to tension-compression or shear, loaded by the corresponding inertial mass. Thus, a simple piezoelectric accelerometer is created for absolute measurement of mechanical vibrations of the exciter table, placed at its kinematically most advantageous point and being its mechanically inseparable part. The invention can be used in electrodynamic exciters of mechanical vibrations, if we need to know exactly the course of the table's vibrations.

Description

Vynález se týká kmitajícího stolu elektrody namického budiče s piezoelektrickým akcelerometrem, který se používá pro buzení mechanického kmitání strojních či jiných součástí, mimo jiné i pro ověřování snímačů mechanických kmitů.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a oscillating table of a piezoelectric accelerometer of a field exciter which is used to excite mechanical oscillations of machine or other components, inter alia, to verify mechanical oscillation sensors.

Při buzení kmitání uvedenými elektrodynamic’ kýml budiči je často výhodné znát časový průběh a hodnoty určujících veličin mechanického kmitání, které působí na budicí předmět. Tato znalost mimo jiné umožňuje dělat programované vibrační testy různých předmětů, například s proměnným kmitočtem a konstantní hodnotou výchylky, rychlosti nebo zrychlení, nebo s jiným předem naprogramovaným průběhem těchto určujících veličin. Za tímto účelem se dosud ke kmitajícím stolům elektrodynamických budičů dodatečně připevňují referenční snímače mechanických kmitů, které měří mechanické kmitání kmitajících stolů nebo kmitajících částí budičů buď relativně, vůči rámu budiče nebo absolutně. Je známo, že přesnost měření mechanického kmitání kmitajících stolů budičů v těchto případech značně závisí na vibrační jakosti použitých snímačů a na způsobu i místě jejich připevnění ke kmitajícímu stolu.When exciting the oscillations of said electrodynamic drivers, it is often advantageous to know the time course and the values of the mechanical magnitudes which act on the excitation object. This knowledge makes it possible, inter alia, to perform programmed vibration tests of various objects, for example with a variable frequency and a constant value of deflection, velocity or acceleration, or with another pre-programmed course of these determinants. For this purpose, mechanical oscillation reference sensors have been additionally attached to the oscillating tables of electrodynamic exciters which measure the mechanical oscillation of the oscillating tables or oscillating parts of the exciters, either relative to the exciter frame or absolutely. It is known that the accuracy of the measurement of the mechanical oscillation of the oscillating exciter tables in these cases depends greatly on the vibration quality of the sensors used and the manner and location of their attachment to the oscillating table.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny kmitajícím stolem elektrodynamického budiče s piezoelektrickým akcelerometrem podle vynálezu, jehož podstatou je, že nedílnou částí stolu je střední nosný sloupek piezoelektrického akcelerometru, tvořeného setrvačnou hmotou, na níž nebo uvnitř které jsou umístěny piezoelektrické prvky. Na jeho středním nosném sloupku jsou piezoelektrické prvky nasazené s předpětím od setrvačné hmoty ve tvaru prstence. Piezoelektrické prvky ve tvaru prstenců jsou uloženy kolem středního nosného sloupku a přitaženy setrvačnou hmotou, přichycenou k střednímu nosnému sloupku. Vlastní snímač tvořený středním nosným sloupkem, piezoelektrickými prvky a setrvačnou hmotou je opatřen krytem. Střední nosný sloupek je popřípadě rozříznut podélně pro vývod elektrody.The above drawbacks are overcome by the oscillating table of an electrodynamic exciter with a piezoelectric accelerometer according to the invention, which is based on the fact that an integral part of the table is a central support column of a piezoelectric accelerometer made of inertia. On its central support column there are piezoelectric elements mounted with a ring-shaped inertia. The ring-shaped piezoelectric elements are mounted around the central support pillar and attracted by the inertia mass attached to the central support pillar. The actual sensor consisting of a central supporting column, piezoelectric elements and inertia is provided with a cover. Optionally, the central support column is slit longitudinally for the electrode outlet.

Takové uspořádání přináší nové a jednoduché řešení, při kterém snímač mechanických kmitů tvoří neoddělitelnou část kmitající soustavy budiče a je uložen v rovině kmitočky přímo proti místu pro připojení buzeného předmětu ke kmitajícímu stolu, což je zejména důležité při ověřování snímačů mechanických kmitů porovnávací metodou, kdy je třeba zajistit stejné kmitání jak ověřovaného snímače, tak snímače referenčního.Such an arrangement provides a new and simple solution in which the mechanical vibration sensor forms an integral part of the oscillating exciter system and is disposed in the plane of the frequency directly opposite the location for connecting the excited object to the oscillating table. it is necessary to ensure the same oscillation of both the tested sensor and the reference sensor.

Na výkresech jsou znázorněny příklady provedení kmitajícího stolu podle vynálezu, kde obr. 1 znázorňuje konstrukční řešení kmitajícího stolu elektromagnetického budiče s piezoelektrickým akcelerometrem s dvěma živými vývody, jehož střední nosný sloupek je rozříznut, na obr. 2 je řez A—A tohoto snímače a na obr. 3 je podobné řešení, avšak střední nosný sloupek je opatřen otvorem pro vyvedení jednoho vývodu.1 shows a design of an oscillating table of an electromagnetic exciter with a piezoelectric accelerometer with two live terminals, the central support column of which is cut, FIG. 2 is a section A-A of this sensor and Fig. 3 is a similar solution, but the central support column is provided with an opening for leading one outlet.

Na obr. 4 je snímač tlakového typu pouze s jedním živým vývodem a na obr. 5 je proveden jeho řez. Obr. 6 znázorňuje konstrukční úpravu kmitajícího stolu elektromagnetického budiče s piezoelektrickým akcelerometrem, jehož piezoelektrické prvky jsou namáhané na střih.Fig. 4 shows a pressure type sensor with only one live outlet, and Fig. 5 is a sectional view thereof. Giant. 6 shows a design of an oscillating table of an electromagnetic exciter with a piezoelectric accelerometer, the piezoelectric elements of which are subjected to shear.

Součástí kmitajícího stolu 1 (obr. 1) je střední nosný sloupek 2, který je podélně rozříznut a na němž jsou izolovaně s předpětím mezi první elektrodou 8 a druhou elektrodou 10 upevněny piezoelektrické prvky 5 a G přes setrvačnou hmotu 3 maticí 4. Elektrickou izolaci vytváří horní izolační podložka 7, dolní izolační podložka 8 a izolační vložka 14. První elektroda. 8 je spojena prvním vývodem 11 vedeným rozříznutým středním nosným sloupkem 2. Druhá elektroda 10 je spojena s druhým vývodem 12.The oscillating table 1 (FIG. 1) comprises a central support column 2 which is longitudinally cut and on which piezoelectric elements 5 and G are fastened in isolation with prestressing between the first electrode 8 and the second electrode 10 via the inertia mass 3 by the nut 4. Electrical insulation forms the top insulating pad 7, the bottom insulating pad 8 and the insulating pad 14. First electrode. 8 is connected by a first terminal 11 through a slit central support column 2. The second electrode 10 is connected to a second terminal 12.

Ve zvláštních případech je snímač opatřen krytem 13, který chrání snímací prvky před agresivním prostředím, je součástí kmitajícího stolu 1 a mechanicky neovlivňuje vlastní snímač.In special cases, the sensor is provided with a cover 13 which protects the sensor elements from an aggressive environment, is part of the oscillating table 1 and does not mechanically affect the sensor itself.

Místo naznačeného uspořádání může být použito 1 uspořádání snímače podle amerického patentu 3.104.334, viz obr. 6, nebo uspořádání delta stear, aniž by se změnila podstata vynálezu.Instead of the indicated arrangement, 1 sensor arrangement according to U.S. Pat. No. 3,104,334, see Fig. 6, or a delta stear arrangement may be used without changing the spirit of the invention.

Claims

An oscillating table of an electrodynamic exciter with a piezoelectric accelerometer, characterized in that its integral part is a central support column (2) of the piezoelectric accelerometer formed by the inertia mass [3] on or inside of which the piezoelectric elements (5, 6) are located. .

Vibration table according to claim 1, characterized in that piezoelectric elements (5) are biased from the inertia mass (3) in the form of a ring on its central support column (2).

3. The oscillating table according to claim 1, characterized by

INVENTION in that the ring-shaped piezoelectric elements (5, 6) are mounted around the central support column (2) and attracted by the inertia mass (3) attached to the central support column (2).

The oscillating table according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the actual sensor formed by the central support column (2), the piezoelectric elements (5, 6) and the inertia mass (3) is provided with a cover (13).

Oscillating table according to Claims 1 and 3, characterized in that the central support column (2) is cut longitudinally for the lead (11) of the electrode (9).