RU2017160C1 - Пьезоэлектрический акселерометр - Google Patents

Пьезоэлектрический акселерометр Download PDF

Info

Publication number
RU2017160C1
RU2017160C1 SU4929628A RU2017160C1 RU 2017160 C1 RU2017160 C1 RU 2017160C1 SU 4929628 A SU4929628 A SU 4929628A RU 2017160 C1 RU2017160 C1 RU 2017160C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
accelerometer
piezoelectric
inertial mass
piezoelectric elements
base
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
В.И. Донсков
Ю.В. Тарасевич
Original Assignee
Научное конструкторско-технологическое бюро "Пьезоприбор" при Ростовском государственном университете
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научное конструкторско-технологическое бюро "Пьезоприбор" при Ростовском государственном университете filed Critical Научное конструкторско-технологическое бюро "Пьезоприбор" при Ростовском государственном университете
Priority to SU4929628 priority Critical patent/RU2017160C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2017160C1 publication Critical patent/RU2017160C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Использование: изобретение относится к виброизмерительной технике, позволяет расширить частотный и динамический диапазоны пьезоэлектрического акселерометра и упростить технологию его изготовления. Сущность изобретения: акселерометр содержит основание, пьезоэлементы и инерционную массу. Плоские пьезоэлементы размещены на боковых, параллельных рабочей оси акселерометра, стенках паза, выполненного в основании, и поджаты к стенкам паза инерционной массой в виде прямоугольной призмы, образованной двумя полуклиньями и установленной между пьезоэлементами. 2 ил.

Description

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пьезоэлектрическим акселерометрам, предназначенным для измерения вибрационных и ударных ускорений.
Известны пьезоэлектрические акселерометры, чувствительные элементы которых работают на сдвиг. Классические схемы таких акселерометров содержат либо кольцевые (цилиндрические) пьезоэлементы, жестко закрепленные по внутреннему диаметру и нагруженные по внешнему диаметру, либо плоские пьезоэлементы, расположенные по обе стороны от ножевой опоры и нагруженные по внешней плоскости. Известные сдвиговые конструкции, как правило, обеспечивают сравнительно высокий коэффициент преобразования, низкий относительный коэффициент поперечного преобразования, но имеют малую собственную электрическую емкость и относительно низкую резонансную частоту.
Известен пьезоэлектрический акселерометр, в котором пьезоэлемент выполнен в виде тонкостенного усеченного конуса, размещен в основании, имеющем выборку той же формы, и нагружен массой в форме усеченного конуса, размещенного на внутренней конусной поверхности пьезоэлемента [1].
Недостатками акселерометра являются ограниченный диапазон измерений из-за отсутствия предварительного поджатия пьезоэлемента, сложная технология изготовления.
Известен также пьезоэлектрический акселерометр - тандем датчик, содержащий основание, на котором размещены пьезокерамические пластины и инерционный элемент между ними, закрепленные в V-образной упругой скобе с плоскими параллельными крыльями, связанной с основанием через ножевую опору. Инерционный элемент состоит из двух одинаковых тел цилиндрической формы, каждое из которых склеено с пьезокерамическими пластинами [2]. Устройство позволяет повысить помехоустойчивость путем точной балансировки, однако не обеспечивает достаточного диапазона измерений виброускорения и трудоемко в изготовлении.
Цель изобретения - расширение частотного и динамического диапазона и упрощение технологии изготовления пьезокерамического акселерометра.
Цель достигается тем, что в пьезоэлектрическом акселерометре, содержащем основание, в котором выполнен паз, на боковых стенках которого, параллельных одна другой и рабочей оси акселерометра, расположены пьезоэлементы, а инерционная масса установлена между пьезоэлементами с обеспечением поджатия последних к стенкам паза, инерционная масса выполнена в виде прямоугольной призмы, образованной двумя полуклиньями.
Подобное выполнение позволяет реализовать конструкцию пьезоакселерометра сдвигового типа с предварительным поджатием пьезоэлементов, что обеспечивает резкое увеличение динамического диапазона и одновременно упрощает технологию изготовления, так как позволяет не предъявлять жестких требований к точности изготовления пьезоэлементов по толщине благодаря возможности компенсировать эту неточность за счет выполнения инерционной массы в виде двух полуклиньев, плоскопараллельные стороны которых обращены к пьезоэлементам.
Поджатие пьезоэлементов достигается без применения дополнительных винтов, болтов или шпилек, что позволяет снизить габариты и массу и одновременно повысить резонансную частоту, а, следовательно, расширить частотный диапазон акселерометра.
Простота конструкции чувствительного узла дает возможность в процессе изготовления и контроля параметров акселерометра регулировать чувствительность путем подгона размеров инерционной массы (простого удаления некоторой ее части).
На фиг. 1 изображен пьезоэлектрический акселерометр, сечение вдоль рабочей оси; на фиг.2 - то же, поперечное сечение.
Пьезоэлектрический акселерометр состоит из основания 1, являющегося также корпусом устройства, пьезоэлементов 2 и инерционной массы 3. Пьезоэлементы 2 выполнены в виде двух плоских призм и размещены на параллельных друг другу и рабочей оси акселерометра стенках паза, выполненного в основании 1. Инерционная масса 3 в виде прямоугольной призмы, образованной двумя встречно-направленными полуклиньями, размещена между пьезоэлементами 2, поджимая последние к стенкам паза. К инерционной массе 3 припаяна центральная жила кабеля 4, а экран кабеля - к штуцеру 5. Чувствительный узел акселерометра защищен экранирующим колпачком 6, который приварен к основанию 1.
Устройство работает с использованием сдвиговой деформации пьезоэлектрических элементов. Пьезоэлементы 2, прижатые к боковым стенкам паза основания, под действием размещенной между ними инерционной массы 3 испытывают срезывающие усилия. Полезным сигналом акселерометра является знакопеременный электрический сигнал, пропорциональный деформации пьезоэлементов, а, следовательно, измеряемому ускорению.
Динамический диапазон акселерометра с пьезоэлементами размером 3х3,5 мм из пьезокерамики ЦТС-26 превышает 5х105 м˙с-2 при резонансной частоте 120 кГц.

Claims (1)

  1. ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АКСЕЛЕРОМЕТР, содержащий основание, в котором выполнен паз, на боковых стенках которого, параллельных одна другой и рабочей оси акселерометра расположены пьезоэлементы, а инерционная масса установлена между пьезоэлементами с обеспечением поджатия последних к стенкам паза, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного и динамического диапазонов и упрощения технологии изготовления, инерционная масса выполнена в виде прямоугольной призмы, образованной двумя полуклиньями.
SU4929628 1991-04-19 1991-04-19 Пьезоэлектрический акселерометр RU2017160C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4929628 RU2017160C1 (ru) 1991-04-19 1991-04-19 Пьезоэлектрический акселерометр

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4929628 RU2017160C1 (ru) 1991-04-19 1991-04-19 Пьезоэлектрический акселерометр

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2017160C1 true RU2017160C1 (ru) 1994-07-30

Family

ID=21570945

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4929628 RU2017160C1 (ru) 1991-04-19 1991-04-19 Пьезоэлектрический акселерометр

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2017160C1 (ru)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 267222, кл. G 01P 15/08, 1970. *
2. Авторское свидетельство СССР N 1545171, кл. G 01P 15/09, 1985. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5501111A (en) Force sensor systems especially for determining dynamically the axle load, speed, wheelbase and gross weight of vehicles
Mineta et al. Three-axis capacitive accelerometer with uniform axial sensitivities
EP0900385B1 (en) Electrostatic drive for accelerometer
EP0531828A1 (en) Weight sensor device
RU2017160C1 (ru) Пьезоэлектрический акселерометр
US3222919A (en) Mechanical impedance measuring system
JPS59214721A (ja) 携帯型振動計の振動検出セツト
Kumme et al. Dynamic properties and investigations of piezoelectric force measuring devices
JPH0626852Y2 (ja) 加速度センサー
SU527665A1 (ru) Пьезоэлектрический акселерометр
RU1791782C (ru) Полупроводниковый интегральный тензоаксельрометр
SU1449959A1 (ru) Трехкомпонентный пьезоэлектрический сейсмометр
RU1781620C (ru) Пьезоэлектрический акселерометр
RU2061242C1 (ru) Трехкомпонентный пьезоэлектрический виброакселерометр с одним чувствительным элементом
RU190397U1 (ru) Микромеханический осевой акселерометр
SU1691692A1 (ru) Датчик давлени
RU2152010C1 (ru) Емкостный силоизмерительный датчик
SU1401285A1 (ru) Пьезоакселерометр
RU2046348C1 (ru) Акселерометр
SU935728A1 (ru) Датчик давлени
SU1500874A1 (ru) Датчик силы
WO2015133903A1 (en) Transducer for use in a capacitive vibration sensor
CN111562406A (zh) 一种基于悬臂梁振动的加速度传感器
CN113267647A (zh) 一种低频振动加速度传感器
SU1375886A1 (ru) Силоизмерительный амортизатор