RU2017160C1 - Пьезоэлектрический акселерометр - Google Patents
Пьезоэлектрический акселерометр Download PDFInfo
- 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
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)
- 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.
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) |
-
1991
- 1991-04-19 RU SU4929628 patent/RU2017160C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
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 | |
Chu et al. | Vibration transducers | |
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 |