RU2082121C1 - Устройство для измерения усилий - Google Patents
Устройство для измерения усилий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2082121C1 RU2082121C1 RU94018583A RU94018583A RU2082121C1 RU 2082121 C1 RU2082121 C1 RU 2082121C1 RU 94018583 A RU94018583 A RU 94018583A RU 94018583 A RU94018583 A RU 94018583A RU 2082121 C1 RU2082121 C1 RU 2082121C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plates
- elements
- piezoelectric
- output
- piezoelectric elements
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Сущность изобретения: устройство содержит два генератора электрических колебаний, два акустически связанных и соединенных друг с другом с помощью элемента связи пьезоэлемента, расположенных параллельно друг другу и имеющих четыре обкладки. Устройство содержит блок сравнения сигналов, который соединен входом с наружными обкладками пьезоэлементов, а выходом - со вторым генератором, фазовый детектор, подключенный входом к наружным обкладкам пьезоэлементов, а выходом - к измерительному прибору. Генераторы электрических колебаний подключены к дополнительным обкладкам пьезоэлементов. 1 ил.
Description
Изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения механических усилий в различных областях промышленности.
Известно устройство для измерения усилий, содержащее два акустически связанных пьезоэлемента, расположенных параллельно друг другу и содержащих общую обкладку и по одной наружной обкладке, генератор, подключенный к обкладкам первого пьезоэлемента, и измерительный прибор, подключенный к обкладкам второго пьезоэлемента
Недостатком указанного устройства является наличие погрешностей, вызываемых нестабильностью акустических потерь, изменением температуры окружающей среды и параметров возбуждающего генератора.
Недостатком указанного устройства является наличие погрешностей, вызываемых нестабильностью акустических потерь, изменением температуры окружающей среды и параметров возбуждающего генератора.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для измерения усилий, содержащее два акустически связанных и подключенных друг к другу через элемент связи пьезоэлемента, расположенных параллельно друг другу и содержащих общую обкладку и наружные обкладки, генератор, подключенный к обкладке первого пьезоэлемента, блок сравнения, подключенный к наружным обкладкам обоих пьезоэлементов, и измерительный прибор [2]
Недостатком устройства для измерения усилий является наличие погрешностей, связанных нестабильностью акустического контакта пьезоэлементов с силопередающими элементами, в частности, неидентичностью акустических потерь пьезоэлементов в элементы конструкций датчика.
Недостатком устройства для измерения усилий является наличие погрешностей, связанных нестабильностью акустического контакта пьезоэлементов с силопередающими элементами, в частности, неидентичностью акустических потерь пьезоэлементов в элементы конструкций датчика.
Для повышения точности измерений и линейности выходных характеристик в устройство для измерения усилий, содержащее два акустически связанных между собой через элементы связи пьезоэлемента, которые расположены параллельно друг другу и имеют одну общую внутреннюю обкладку и три наружных, а также пилопередающие элементы, блок сравнения сигналов, вход которого подключен к наружным обкладкам пьезоэлементов, генератор электрических колебаний, подключенный к наружной обкладке первого пьезоэлемента и измерительный прибор, согласно изобретению, дополнительно введены наружная обкладка второго пьезоэлемента, генератор электрических колебаний, соединенный с выходом блока сравнения и с дополнительной обкладкой второго пьезоэлемента, фазовый детектор, подключенный к выходным обкладкам пьезоэлементов и к измерительному прибору. Силопередающие элементы выполнены в виде конусов. Такое выполнение устройства за счет введения дополнительного генератора и фазового детектора позволяет повысить точность измерения и линейность выходных характеристик.
Изобретение поясняется чертежом, где схематично изображено устройство для измерения усилий.
Устройство содержит два генератора 1 и 2 электрических колебаний, которые подключены к наружных обкладкам 3 и 4 пьезоэлементов 5 и 6. Пьезоэлементы 5 и 6 акустически связаны друг с другом с помощью элемента связи 7. Пьезоэлементы 5 и 6 расположены параллельно друг другу и имеют силопередающие элементы 8 и 9 и наружные обкладки 10 и 11, которые соединены с входом блока сравнения сигналов 12 и с входов фазового детектора 13. Блок сравнения сигналов 12 выходом подключен к генератору 2, а фазовый детектор 13 выходом соединен с измерительным прибором 14. Силопередающие элементы 8 и 9 выполнены в виде конуса.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
От генераторов 1 и 2 осуществляется возбуждение автоколебаний пьезоэлементов 5, 6 на частоте механического резонанса. Наличие сильной акустической связи между пьезоэлементами через элемент связи 7,
характеризуемой коэффициентом инерционно-упругой связи γ обуславливают установление синхронного режима связанных колебаний пьезоэлементов при относительной расстройке их частот x При воздействии на преобразователь через силопередающие элементы 7, 8 измеряемым усилием F изменяется коэффициент инерционно -упругой связи g согласно выражению:
где a, b коэффициенты, характеризующие конструктивные параметры преобразователя.
характеризуемой коэффициентом инерционно-упругой связи γ обуславливают установление синхронного режима связанных колебаний пьезоэлементов при относительной расстройке их частот x При воздействии на преобразователь через силопередающие элементы 7, 8 измеряемым усилием F изменяется коэффициент инерционно -упругой связи g согласно выражению:
где a, b коэффициенты, характеризующие конструктивные параметры преобразователя.
Вследствие этого изменяется разность фаз механических колебаний пьезоэлементов α и, соответственно, разность фаз напряжений на обкладках 10, 11 пьезоэлементов:
Напряжение на выходе фазового детектора 13 Uα пропорциональное разности фаз напряжений на обкладках 10, 11, изменяется в функции измеряемого усилия F:
Uα=f(F) (3)
Отрицательная обратная связь по напряжению между блоком сравнения 12 и генератором 2 обеспечивает стабилизацию отношения напряжений на обкладках 10, 11 пьезоэлементов, что позволяет значительно уменьшить влияние на результат измерений нестабильности акустического контакта преобразователя с силопередающими элементами.
Напряжение на выходе фазового детектора 13 Uα пропорциональное разности фаз напряжений на обкладках 10, 11, изменяется в функции измеряемого усилия F:
Uα=f(F) (3)
Отрицательная обратная связь по напряжению между блоком сравнения 12 и генератором 2 обеспечивает стабилизацию отношения напряжений на обкладках 10, 11 пьезоэлементов, что позволяет значительно уменьшить влияние на результат измерений нестабильности акустического контакта преобразователя с силопередающими элементами.
Устройство позволяет повысить точность измерений и линейность выходной характеристики.
Claims (1)
- Устройство для измерений усилий, содержащее два соединенных между собой через элемент связи пьезоэлемента, которые расположены параллельно друг другу и имеют одну общую внутреннюю обкладку и три наружных, а также силопередающие элементы, блок сравнения сигналов, вход которого подключен к наружным обкладкам пьезоэлементов, генератор электрических колебаний, подключенный к наружной обкладке первого пьезоэлемента, и измерительный прибор, отличающееся тем, что в него дополнительно введены обкладка второго пьезоэлемента, генератор электрических колебаний, соединенный с выходом блока сравнения и с дополнительной обкладкой второго пьезоэлемента, фазовый детектор, подключенный к выходным обкладкам пьезоэлементов и к измерительному прибору.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94018583A RU2082121C1 (ru) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | Устройство для измерения усилий |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94018583A RU2082121C1 (ru) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | Устройство для измерения усилий |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94018583A RU94018583A (ru) | 1996-01-10 |
RU2082121C1 true RU2082121C1 (ru) | 1997-06-20 |
Family
ID=20156222
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94018583A RU2082121C1 (ru) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | Устройство для измерения усилий |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2082121C1 (ru) |
-
1994
- 1994-05-20 RU RU94018583A patent/RU2082121C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 143585, кл. G 01 L 1/16, 1962. 2. Авторское свидетельство СССР N 1164562, кл. G 01 L 1/16, 1985. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4650346A (en) | Arrangement for ultrasonic temperature measurement using a resonant sensor | |
JPS5856425B2 (ja) | 力変換機構 | |
Garrett | Resonant acoustic determination of elastic moduli | |
JPS63273041A (ja) | 粘度又は比重計 | |
RU2082121C1 (ru) | Устройство для измерения усилий | |
CN110907681A (zh) | 石英音叉与压电双晶复合的差分谐振式电压传感器 | |
RU2082120C1 (ru) | Устройство для измерения усилий | |
JPS63272300A (ja) | 円方向振動子 | |
RU2083963C1 (ru) | Устройство для измерения усилий | |
Park et al. | Self-sustained dual-mode mechanical frequency comb sensors | |
Guang et al. | Study of 1-3-2 type piezoelectric composite transducer array | |
RU2123672C1 (ru) | Устройство для измерения усилий | |
SU1164562A1 (ru) | Устройство дл измерени усилий | |
RU2192626C1 (ru) | Устройство для измерения усилий | |
GB2212273A (en) | Microwave load cell | |
RU2193764C1 (ru) | Устройство для измерения усилий | |
Ghosh et al. | A lorentz force magnetometer based on a piezoelectric-on-silicon radial-contour mode disk | |
SU1317278A1 (ru) | Устройство дл измерени линейных перемещений | |
SU513266A1 (ru) | Устройство дл измерени резонансной частоты объектов | |
SU917007A1 (ru) | Датчик силы | |
SU1435968A1 (ru) | Датчик давлени | |
SU1422018A1 (ru) | Устройство дл измерени параметров вибраций | |
SU926538A1 (ru) | Устройство дл измерени фазовых характеристик вибропреобразователей | |
RU2122189C1 (ru) | Устройство для измерения усилий | |
SU1446501A1 (ru) | Устройство дл измерени давлени |