RU2402019C1 - Piezoelectric accelerometre - Google Patents

Piezoelectric accelerometre Download PDF

Info

Publication number
RU2402019C1
RU2402019C1 RU2009109846/28A RU2009109846A RU2402019C1 RU 2402019 C1 RU2402019 C1 RU 2402019C1 RU 2009109846/28 A RU2009109846/28 A RU 2009109846/28A RU 2009109846 A RU2009109846 A RU 2009109846A RU 2402019 C1 RU2402019 C1 RU 2402019C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
housing
piezoelectric
insulating
base
screw
Prior art date
Application number
RU2009109846/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Григорий Евгеньевич Кибрик (RU)
Григорий Евгеньевич Кибрик
Николай Дмитриевич Налдаев (RU)
Николай Дмитриевич Налдаев
Юрий Васильевич Клабуков (RU)
Юрий Васильевич Клабуков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ТИК" (ООО НПП "ТИК")
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 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ТИК" (ООО НПП "ТИК") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ТИК" (ООО НПП "ТИК")
Priority to RU2009109846/28A priority Critical patent/RU2402019C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2402019C1 publication Critical patent/RU2402019C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: accelerometre has a housing base, a post, piezoelectric discs, an inertial mass, a nut, an output cable, as well as two insulating discs, an insulating bushing, an electrically conducting disc and a metal hose. The post is made separate from the base of the housing in form of a screw. A circular hole is made in the base of the housing. One of the insulating discs and the insulating bushing are worn on the body of the screw. On the lower side of the base, the screw is inserted into the hole in the base of the housing, while the other insulating disc, electrically conducting disc, piezoelectric disc and inertial mass, which is made in form of an inverted cup, are successively worn on top around the body of the screw. All negative plates of the piezoelectric discs are electrically connected to the inertial mass and with the screen of the output cable which goes through the cup and is electrically insulated from the housing of the sensor, and all positive plates are connected through a wire, which passes through the hole in the inertial mass, to the middle wire of the output cable placed in the metal hose joined to the housing.
EFFECT: increased operational reliability.
2 dwg

Description

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам электрических измерений неэлектрических величин, и может быть использовано для измерения виброускорений промышленных объектов.The invention relates to instrumentation, in particular to devices for electrical measurement of non-electrical quantities, and can be used to measure vibration acceleration of industrial facilities.

Известны пьезоэлектрические акселерометры (см. описания изобретений к авторским свидетельствам: №885899 от 16.07.1979, МКИ G01P 15/09, «Пьезоэлектрический акселерометр», опубл. 30.11.1981 и SU №1551045 А1 от 20.06.1988, МКИ G01P 15/09, «Пьезоэлектрический акселерометр», опубл. 30.04.1990), состоящие из корпуса со стойкой, имеющей резьбу на верхнем конце, а также пьезоэлектрических шайб и инерционной массы, которые надеты на стойку, пьезоэлектрические шайбы и инерционная масса прижаты при помощи гайки к основанию акселерометра.Piezoelectric accelerometers are known (see descriptions of inventions for copyright certificates: No. 885899 dated 07.16.1979, MKI G01P 15/09, “Piezoelectric accelerometer” published on 11.30.1981 and SU No. 1551045 A1 dated 06.20.1988, MKI G01P 15/09 , “Piezoelectric accelerometer”, published on 04/30/1990), consisting of a body with a stand having threads on the upper end, as well as piezoelectric washers and inertia masses that are mounted on the rack, piezoelectric washers and inertial masses are pressed with a nut to the base of the accelerometer .

Недостатком таких устройств является высокая чувствительность к промышленным наводкам и помехам вследствие того, что пьезоэлектрические шайбы заземлены на корпус. Такая схема соединения элементов является самой неудачной с точки зрения защиты от промышленных наводок и помех, так как паразитные токи, индуцируемые источниками помех, протекают между точками заземления акселерометра и внешнего предусилителя, создавая паразитное синфазное напряжение, часть которого поступает на вход предусилителя, т.е. просачивание помех весьма значительно. Этот недостаток не позволяет широко использовать акселерометры для вибродиагностики промышленного оборудования.The disadvantage of such devices is the high sensitivity to industrial interference and interference due to the fact that the piezoelectric washers are grounded to the housing. Such a circuit of connecting elements is the most unsuccessful in terms of protection against industrial interference and interference, since the stray currents induced by interference sources flow between the ground points of the accelerometer and the external preamplifier, creating a stray common-mode voltage, part of which is fed to the preamplifier input, i.e. . leakage of interference is very significant. This drawback does not allow the wide use of accelerometers for vibration diagnostics of industrial equipment.

Известен пьезоэлектрический акселерометр (см. Вибропреобразователь МВ-43-1Б. Руководство по технической эксплуатации ЖЯИУ.433642.001-01РЭ, ЗАО «Вибро-Прибор», г.Санкт-Петербург), который является наиболее близким по технической сущности и взят в качестве прототипа. Пьезоэлектрический акселерометр состоит из основания корпуса акселерометра со стойкой, имеющей резьбу на верхнем конце, а также пьезоэлектрических и изолирующих шайб и инерционной массы, которые надеты на стойку, пьезоэлектрические шайбы и инерционная масса прижаты при помощи гайки к основанию акселерометра, который устанавливают на вибрирующем объекте, причем пьезоэлектрические шайбы изолируют от корпуса и инерционной массы при помощи изолирующих шайб. Такое устройство позволяет использовать схему с плавающим источником сигнала, в которой ток помехи должен преодолевать дополнительный импеданс между генератором паразитного сигнала и общим проводом. Соответственно, уменьшаются наводки паразитных сигналов на выходе вибропреобразователя.A known piezoelectric accelerometer (see Vibration transducer MV-43-1B. Manual for technical operation ZHIAU.433642.001-01RE, ZAO "Vibro-Pribor", St. Petersburg), which is the closest in technical essence and taken as a prototype. The piezoelectric accelerometer consists of the base of the accelerometer housing with a strut having threads on the upper end, as well as the piezoelectric and insulating washers and inertial mass that are worn on the strut, the piezoelectric washers and inertial mass are pressed with a nut to the base of the accelerometer, which is mounted on a vibrating object, moreover, the piezoelectric washers are isolated from the housing and the inertial mass using insulating washers. Such a device allows the use of a circuit with a floating signal source, in which the interference current must overcome the additional impedance between the spurious signal generator and the common wire. Accordingly, reduced interference spurious signals at the output of the vibration transducer.

Недостатками этого акселерометра являются его малые чувствительность и точность, обусловленные тем, что металлические основание, стойка, инерционная масса и гайка электрически соединены с корпусом промышленного объекта (землей) и поэтому промышленные наводки и помехи через паразитную емкость, образующуюся между обкладками пьезоэлектрических шайб с выходным проводом и стойкой, основанием, инерционной массой, поступают на выход акселерометра с его корпуса. Паразитная емкость обычно имеет величину 3-7 пФ, но этого достаточно, чтобы существенно снизить минимальное пороговое значение вибрации, которое может зарегистрировать акселерометр на фоне наводок и помех, просачивающихся через эту емкость на выход акселерометра.The disadvantages of this accelerometer are its low sensitivity and accuracy, due to the fact that the metal base, stand, inertial mass and nut are electrically connected to the body of the industrial facility (ground) and therefore industrial interference and interference through the stray capacitance formed between the plates of the piezoelectric washers with the output wire and persistent, base, inertial mass, are output to the accelerometer from its body. The parasitic capacitance usually has a value of 3-7 pF, but this is enough to significantly reduce the minimum threshold value of vibration that the accelerometer can register against the background of interference and interference leaking through this capacitance to the output of the accelerometer.

Решаемой технической задачей является создание пьезоэлектрического акселерометра с повышенной чувствительностью и точностью, которые обеспечиваются за счет значительного уменьшения уровня промышленных наводок и помех при использовании акселерометров для мониторинга промышленного оборудования.The technical task to be solved is the creation of a piezoelectric accelerometer with increased sensitivity and accuracy, which are ensured by significantly reducing the level of industrial interference and interference when using accelerometers for monitoring industrial equipment.

Эта задача решается с помощью признаков, указанных в формуле изобретения, общих с прототипом: пьезоэлектрический акселерометр содержит основание корпуса, пьезоэлектрические шайбы, первую изолирующую шайбу, инерционную массу, гайку, крышку и выходной кабель и отличительных от наиболее близкого аналога новых существенных признаков: дополнительно введены вторая изолирующая шайба, изолирующая втулка, электропроводная шайба и металлорукав, стойка изготовлена отдельно от основания корпуса в виде винта, в основании корпуса сделано круглое отверстие, на стержень винта надеты вторая изолирующая шайба и изолирующая втулка, винт с нижней стороны основания вставлен в отверстие основания корпуса, сверху на стержень винта последовательно надеты первая изолирующая шайба, электропроводная шайба, пьезоэлектрические шайбы, инерционная масса, которая выполнена в виде опрокинутой чашки, нижний край которой расположен на минимальном расстоянии от электропроводной шайбы, причем размеры и форма винта, электропроводной шайбы и инерционной массы подобраны таким образом, что образуется электрический экран, который изолирован от корпуса изолирующими шайбами и втулкой, при помощи гайки все эти детали поджаты к основанию корпуса, все отрицательные обкладки пьезоэлектрических шайб электрически соединены с инерционной массой и с экраном выходного кабеля, который пропущен через крышку и электрически изолирован от корпуса, а все положительные обкладки пьезоэлектрических шайб соединены проводом, который проходит через отверстие в инерционной массе, с центральной жилой выходного кабеля, помещенного в металлорукав, соединенный с корпусом.This problem is solved using the features specified in the claims that are common with the prototype: a piezoelectric accelerometer contains a housing base, piezoelectric washers, a first insulating washer, an inertial mass, a nut, a cover and an output cable, and new significant features distinctive from the closest analogue: additionally introduced a second insulating washer, an insulating sleeve, a conductive washer and a metal hose, the stand is made separately from the base of the housing in the form of a screw, in the base of the housing is made round a hole, a second insulating washer and an insulating sleeve are put on the screw shaft, a screw is inserted into the hole in the base of the case from the bottom side of the base, the first insulating washer, an electrical conductive washer, piezoelectric washers, inertial mass, which is made in the form of an overturned cup, are sequentially put on top of the screw shaft the lower edge of which is located at a minimum distance from the conductive washer, and the size and shape of the screw, conductive washer and inertial mass are selected in such a way that an electric shield that is insulated from the housing with insulating washers and a sleeve, with a nut all these parts are pressed to the base of the housing, all the negative plates of the piezoelectric washers are electrically connected to the inertial mass and to the screen of the output cable, which is passed through the cover and is electrically isolated from the housing, and all positive plates of the piezoelectric washers are connected by a wire that passes through the hole in the inertial mass, with the central core of the output cable placed in the metal hose, is connected first with the body.

Ниже раскрывается наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым результатом.The following discloses the existence of a causal relationship between the totality of the essential features of the claimed invention and the achieved result.

Во-первых, впервые предложено устройство пьезоэлектрического виброконтроля, основанное на полном экранировании от корпуса положительных обкладок пьезоэлектрических шайб и провода, соединяющего эти обкладки с выходом пьезоэлектрического акселерометра.Firstly, for the first time, a piezoelectric vibrocontrol device has been proposed based on full shielding from the body of the positive plates of the piezoelectric washers and the wire connecting these plates to the output of the piezoelectric accelerometer.

Во-вторых, применение такого устройства позволяет упростить изготовление пьезоэлектрического акселерометра за счет отдельного изготовления основания и стойки акселерометра.Secondly, the use of such a device can simplify the manufacture of a piezoelectric accelerometer due to the separate manufacture of the base and rack of the accelerometer.

В-третьих, применение такого устройства позволяет более чем в 100 раз уменьшить паразитную емкость между корпусом и входной цепью пьезоэлектрического акселерометра и тем самым более чем на 40 дБ по сравнению с прототипом уменьшить просачивание промышленных помех и наводок с корпуса пьезоэлектрического акселерометра через его выходной проводник во входные цепи усилителя сигналов.Thirdly, the use of such a device makes it possible to reduce the stray capacitance between the case and the input circuit of the piezoelectric accelerometer by more than 100 times and thereby reduce the leakage of industrial noise and interference from the case of the piezoelectric accelerometer through its output conductor by more than 40 dB compared to the prototype input circuits of the signal amplifier.

Таким образом, новая совокупность всех существенных признаков в заявляемом устройстве обеспечивает достижение следующего результата: повышение чувствительности и точности пьезоэлектрического акселерометра.Thus, a new set of all the essential features in the inventive device provides the following result: increasing the sensitivity and accuracy of the piezoelectric accelerometer.

На фиг.1 приведен эскиз пьезоэлектрического акселерометра, в котором реализовано предлагаемое техническое решение.Figure 1 shows a sketch of a piezoelectric accelerometer, which implements the proposed technical solution.

На фиг.2 представлена эквивалентная электрическая схема предлагаемого пьезоэлектрического акселерометра.Figure 2 presents the equivalent electrical circuit of the proposed piezoelectric accelerometer.

Устройство содержит основание корпуса 1, пьезоэлектрические шайбы 2, первую изолирующую (прокладку) шайбу 3, инерционную массу 4, гайку 5, крышку 6 и выходной кабель 7. Стойка изготовлена отдельно от основания корпуса в виде винта 8, в основании корпуса 1 сделано круглое отверстие 9, на стержень винта 8 надеты вторая изолирующая шайба 10 и изолирующая втулка 11, которые обеспечивают электрическую изоляцию винта 8 от основания 1, винт 8 с нижней стороны основания 1 вставлен в отверстие 9 основания корпуса 1, а сверху на стержень винта последовательно надеты изолирующая шайба 3, электропроводная шайба 12, пьезоэлектрические шайбы 2, инерционная масса 4, при помощи гайки 5 все эти детали поджаты к основанию корпуса 1. Все отрицательные обкладки пьезоэлектрических шайб 2 электрически соединены с инерционной массой 4, а проводом 13 с экраном 14 выходного кабеля 7, который пропущен через крышку 6, экран кабеля электрически изолирован от корпуса изолирующей оболочкой 15, все положительные обкладки пьезоэлектрических шайб 2 соединены проводом 16, который проходит через отверстие 17 в инерционной массе, с центральной жилой 18 выходного кабеля 7, который помещен в металлорукав 19, соединенный с корпусом.The device comprises a housing base 1, piezoelectric washers 2, a first insulating washer 3, an inertial mass 4, a nut 5, a cover 6, and an output cable 7. The stand is made separately from the housing base in the form of a screw 8, a round hole is made in the base of the housing 1 9, a second insulating washer 10 and an insulating sleeve 11 are put on the screw rod 8, which provide electrical isolation of the screw 8 from the base 1, the screw 8 is inserted into the hole 9 of the base of the housing 1 from the bottom side of the base 1, and sequentially above The insulating washer 3, the conductive washer 12, the piezoelectric washers 2, the inertial mass 4, with the help of the nut 5, all these parts are pressed to the base of the housing 1. All the negative plates of the piezoelectric washers 2 are electrically connected to the inertial mass 4, and the wire 13 to the output screen 14 cable 7, which is passed through the cover 6, the cable shield is electrically isolated from the housing by an insulating sheath 15, all the positive plates of the piezoelectric washers 2 are connected by a wire 16, which passes through the hole 17 in the inertial mass, In Central residential 18 output cable 7, which is placed in the metal hose 19 connected to the housing.

Акселерометр работает следующим образом (см. фиг.1). При наличии вибраций вдоль оси чувствительности, направленной вдоль оси винта 8, инерционная масса 4 передает инерционное воздействие на пьезоэлектрические шайбы 2, на пьезоэлектрических шайбах 2 возникает знакопеременный заряд, который по проводникам 13 и 16 поступает на выходной кабель 7 и далее по этому кабелю на вход внешнего предусилителя. Стойка изготовлена отдельно от корпуса 1 в виде винта 8, который пропущен снизу через отверстие 9 и закреплен в основании корпуса 1 при помощи изолирующих втулки 11 и шайб 10 и 3, корпус 1 электрически изолирован от винта 8 (см. фиг.1). Инерционная масса 4 выполнена в виде опрокинутой чашки, нижний край которой расположен на минимальном расстоянии от электропроводной шайбы 12 (см. фиг.1). Причем размеры и форма винта 8, электропроводной шайбы 12 и инерционной массы 4 подобраны таким образом, что образуется электрический экран, который изолирован от корпуса изолирующими шайбами 3, 10 и втулкой 11, и обеспечивает минимальную паразитную емкость между корпусом вибропреобразователя и выходом. Эти признаки обеспечивают минимальное просачивание паразитных сигналов на выход акселерометра.The accelerometer works as follows (see figure 1). In the presence of vibrations along the sensitivity axis directed along the axis of the screw 8, the inertial mass 4 transmits the inertial effect on the piezoelectric washers 2, an alternating charge arises on the piezoelectric washers 2, which is transmitted through the conductors 13 and 16 to the output cable 7 and then to the input through this cable external preamplifier. The stand is made separately from the housing 1 in the form of a screw 8, which is passed from below through the hole 9 and secured to the base of the housing 1 using insulating sleeves 11 and washers 10 and 3, the housing 1 is electrically isolated from the screw 8 (see figure 1). The inertial mass 4 is made in the form of an overturned cup, the lower edge of which is located at a minimum distance from the conductive washer 12 (see figure 1). Moreover, the dimensions and shape of the screw 8, the conductive washer 12 and the inertial mass 4 are selected in such a way that an electric shield is formed, which is isolated from the housing by insulating washers 3, 10 and the sleeve 11, and provides minimal parasitic capacitance between the vibration transducer housing and the output. These signs provide minimal leakage of spurious signals to the output of the accelerometer.

Работа устройства поясняется также приведенной на фиг.2 эквивалентной электрической схемой, образующейся при реализации устройства по предлагаемому техническому решению. В прототипе все металлические детали акселерометра соединены с корпусом 1, экран 3 отсутствует и емкость 7, которая представляет собой суммарную емкость положительных (+) выводов 4 пьезоэлектрических шайб 2 и соединительного провода 8 на корпус 1, винт, инерционную массу, имеет, как правило, величину 3-7 пФ. Емкость 5, которая представляет собой суммарную емкость всех пьезоэлектрических шайб и собственную емкость соединительного кабеля 4, обычно имеет величину порядка нескольких тысяч пФ. Такая же по порядку величины емкость 6, которая образуется между экраном кабеля 9 и металлоруковом 10. Элементы 14, 15 и 16 - это импедансы центральной жилы соединительного кабеля 4, экрана кабеля 9 и металлорукава 10, соответственно. По кабелю 4 сигнал передают от пьезоэлектрических шайб 2 на удаленный предварительный усилитель 17, в качестве которого обычно применяют усилитель заряда. Промышленные помехи и наводки возникают между корпусом 1 пьезоэлектрического акселерометра и корпусом 18 удаленного усилителя 17. Между заземлениями 12 и 13 этих корпусов возникает напряжение наводки 11. В прототипе часть этого напряжения поступает через емкостный делитель 7, 5 на выход акселерометра и по кабелю 4 на вход усилителя 17, создавая сигнал помехи, который достаточно велик вследствие заметной величины емкости 7. На фоне этого сигнала сложно наблюдать небольшой полезный сигнал виброускорения, то есть слабые вибрации промышленных объектов зарегистрировать трудно.The operation of the device is also illustrated in figure 2 by the equivalent electrical circuit generated during the implementation of the device according to the proposed technical solution. In the prototype, all the metal parts of the accelerometer are connected to the housing 1, the screen 3 is missing and the capacitance 7, which is the total capacitance of the positive (+) terminals 4 of the piezoelectric washers 2 and the connecting wire 8 to the housing 1, the screw, inertial mass, has, as a rule, the value of 3-7 pF. The capacitance 5, which is the total capacitance of all piezoelectric washers and the own capacitance of the connecting cable 4, usually has a value of the order of several thousand pF. The same order of magnitude capacity 6, which is formed between the screen of the cable 9 and the metal sleeve 10. Elements 14, 15 and 16 are the impedances of the Central core of the connecting cable 4, the screen of the cable 9 and the metal sleeve 10, respectively. A cable 4 transfers the signal from the piezoelectric washers 2 to a remote preamplifier 17, which is usually used as a charge amplifier. Industrial interference and interference occur between the housing 1 of the piezoelectric accelerometer and the housing 18 of the remote amplifier 17. Between the grounding 12 and 13 of these buildings there is a pickup voltage 11. In the prototype, part of this voltage is supplied through the capacitive divider 7, 5 to the output of the accelerometer and through cable 4 to the input amplifier 17, creating an interference signal that is large enough due to a noticeable value of capacitance 7. Against the background of this signal, it is difficult to observe a small useful signal of vibration acceleration, that is, weak vibrations of industrial Comrade register difficult.

В предлагаемом устройстве в соответствии с формулой изобретения создают дополнительный экран 3 из электропроводных элементов пьезоэлектрического акселерометра, при помощи изолирующих элементов этот экран 3 изолирован от корпуса 1, в результате этот экран практически полностью электрически экранирует положительные обкладки пьезоэлектрических шайб 2 от корпуса 1. Таким образом, получена очень малая величина паразитной емкости 7, которая на два с лишним порядка меньше тех емкостей, которые имеют аналоги и прототип. Емкость 6, которая имеет величину порядка тысячи пикофарад, создают емкость между корпусом 1 и экраном 3, образованным электропроводной шайбой, инерционной массой и винтом, и емкость между экраном выходного кабеля 4 и металлоруковом 9. Величина этой емкости практически не отличается от той, которую имеет прототип. Даже при больших значениях напряжения источника наводки 10 величина паразитного напряжения на кабеле 4 не превышает уровня шумов акселерометра. Токи, протекающие по цепи заземление 13 - заземление 12 - корпус акселерометра 1 - емкость 7 - резистор 14 - вход предусилителя 17 - корпус предусилителя 18, также ничтожно малы из-за очень высокого импеданса 7 и не создают на входе усилителя 17 паразитных наводок, что позволяет регистрировать слабые вибрации контролируемого данным способом объекта.In the proposed device in accordance with the claims, an additional screen 3 of electrically conductive elements of the piezoelectric accelerometer is created, with the help of insulating elements this screen 3 is isolated from the housing 1, as a result, this screen almost completely electrically shields the positive plates of the piezoelectric washers 2 from the housing 1. Thus, a very small value of parasitic capacitance 7 was obtained, which is two and a half orders of magnitude smaller than those capacities that have analogues and a prototype. Capacity 6, which has a magnitude of the order of a thousand picofarads, creates a capacitance between the housing 1 and the screen 3 formed by a conductive washer, an inertial mass and a screw, and the capacitance between the screen of the output cable 4 and the metal sleeve 9. The value of this capacity is practically the same as that of prototype. Even with high voltage values of the pickup source 10, the value of spurious voltage on cable 4 does not exceed the noise level of the accelerometer. The currents flowing through the ground circuit 13 - ground 12 - accelerometer housing 1 - capacitance 7 - resistor 14 - preamplifier input 17 - preamplifier housing 18 are also negligible due to the very high impedance 7 and do not create parasitic pickups at the input of the amplifier 17, which allows you to register weak vibrations controlled by this method of the object.

Таким образом, решена цель изобретения - создание пьезоэлектрического акселерометра для промышленного оборудования с повышенной чувствительностью и точностью.Thus, the goal of the invention is solved - the creation of a piezoelectric accelerometer for industrial equipment with increased sensitivity and accuracy.

Все примененные узлы и элементы широко описаны в технической литературе и легко могут быть реализованы.All applied nodes and elements are widely described in the technical literature and can easily be implemented.

В целях подтверждения осуществимости заявленного устройства и достигнутого технического результата изготовлены из нержавеющей стали и испытаны несколько различных по техническому исполнению опытных образцов пьезоэлектрических акселерометров, построенных на основе пьезокерамики ЦТС83Г, в которых реализован предложенный пьезоэлектрический акселерометр совместно со стандартным усилителем заряда 17. Все эти пьезоэлектрические акселерометры имеют конструкцию, соответствующую фиг.1, и эквивалентную электрическую схему, изображенную на фиг.2. В качестве источника наводки 11 (фиг.2) включен в разрыв цепи заземление 12 - заземление 13 трансформатор с выходным напряжением 100 В и частотой 50 Гц, имитирующий паразитную наводку. Ослабление наводки на выходе усилителя заряда по отношению к прототипу в опытных образцах составило 42-46 дБ.In order to confirm the feasibility of the claimed device and the achieved technical result, several piezoelectric accelerometers based on piezoelectric ceramics TsTS83G, which are based on the proposed piezoelectric accelerometer in conjunction with a standard charge amplifier 17, are tested in various technical designs. All of these piezoelectric accelerometers have the design corresponding to figure 1, and the equivalent circuit shown in 2. As a source of interference 11 (figure 2) is included in the open circuit ground 12 - ground 13 transformer with an output voltage of 100 V and a frequency of 50 Hz, simulating spurious interference. The attenuation attenuation at the output of the charge amplifier relative to the prototype in the prototypes was 42-46 dB.

Проведенные испытания показали осуществимость заявленного устройства, подтвердили его преимущества и практическую ценность.The tests showed the feasibility of the claimed device, confirmed its advantages and practical value.

Пьезоэлектрический акселерометр может широко применяться для вибрационного анализа и вибромониторинга промышленного оборудования в условиях высоких промышленных наводок и помех.The piezoelectric accelerometer can be widely used for vibration analysis and vibration monitoring of industrial equipment in conditions of high industrial interference and interference.

Claims (1)

Пьезоэлектрический акселерометр, содержащий основание корпуса, стойку, пьезоэлектрические шайбы, первую изолирующую шайбу, инерционную массу, гайку, крышку и выходной кабель, отличающийся тем, что дополнительно введены вторая изолирующая шайба, изолирующая втулка, электропроводная шайба и металлорукав, стойка изготовлена отдельно от основания корпуса в виде винта, в основании корпуса сделано круглое отверстие, на стержень винта надеты вторая изолирующая шайба и изолирующая втулка, винт с нижней стороны основания вставлен в отверстие основания корпуса, сверху на стержень винта последовательно надеты первая изолирующая шайба, электропроводная шайба, пьезоэлектрические шайбы, инерционная масса, которая выполнена в виде опрокинутой чашки, нижний край которой расположен на минимальном расстоянии от электропроводной шайбы, причем размеры и форма винта, электропроводной шайбы и инерционной массы подобраны таким образом, что образуется электрический экран, который изолирован от корпуса изолирующими шайбами и втулкой, при помощи гайки все эти детали поджаты к основанию корпуса, все отрицательные обкладки пьезоэлектрических шайб электрически соединены с инерционной массой и с экраном выходного кабеля, который пропущен через крышку и электрически изолирован от корпуса датчика, а все положительные обкладки пьезоэлектрических шайб соединены проводом, который проходит через отверстие в инерционной массе, с центральной жилой выходного кабеля, помещенного в металлорукав, соединенный с корпусом. A piezoelectric accelerometer comprising a housing base, a strut, piezoelectric washers, a first insulating washer, an inertia mass, a nut, a cover and an output cable, characterized in that a second insulating washer, an insulating sleeve, an electrically conductive washer and a metal hose are additionally inserted, the strut is made separately from the housing base in the form of a screw, a round hole is made in the base of the case, a second insulating washer and an insulating sleeve are put on the screw shaft, a screw is inserted into the hole about of the case, the first insulating washer, the conductive washer, the piezoelectric washers, the inertial mass, which is made in the form of an overturned cup, the lower edge of which is located at a minimum distance from the conductive washer, are sequentially put on top of the screw shaft, the dimensions and shape of the screw, conductive washer and inertial the masses are selected in such a way that an electric shield is formed, which is isolated from the housing with insulating washers and a sleeve, with a nut all these parts are pressed to the base casing, all the negative plates of the piezoelectric washers are electrically connected to the inertial mass and to the screen of the output cable, which is passed through the cover and electrically isolated from the sensor housing, and all the positive plates of the piezoelectric washers are connected by a wire that passes through the hole in the inertial mass, with the central residential output a cable placed in a metal hose connected to the body.
RU2009109846/28A 2009-03-18 2009-03-18 Piezoelectric accelerometre RU2402019C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009109846/28A RU2402019C1 (en) 2009-03-18 2009-03-18 Piezoelectric accelerometre

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009109846/28A RU2402019C1 (en) 2009-03-18 2009-03-18 Piezoelectric accelerometre

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2402019C1 true RU2402019C1 (en) 2010-10-20

Family

ID=44024002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009109846/28A RU2402019C1 (en) 2009-03-18 2009-03-18 Piezoelectric accelerometre

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2402019C1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2559867C1 (en) * 2014-05-15 2015-08-20 Российская Федерация, от имени котрой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Accelerometer
RU2566411C1 (en) * 2014-09-08 2015-10-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Piezoelectric accelerometer
RU2582910C1 (en) * 2015-02-10 2016-04-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Piezoelectric accelerometer
RU2596695C2 (en) * 2011-10-13 2016-09-10 Нуово Пиньоне С.п.А. Accelerometer
CN109212262A (en) * 2018-10-17 2019-01-15 山东大学 A kind of high-temperature piezoelectric acceleration transducer based on lateral vibration mode
CN109324211A (en) * 2018-10-23 2019-02-12 西人马联合测控(泉州)科技有限公司 A kind of piezoelectric acceleration transducer
RU2715345C1 (en) * 2019-08-07 2020-02-26 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие "ТИК" Piezoelectric measuring transducer

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ВИБРОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МВ-43-1Б. Руководство по технической эксплуатации ЖЯИУ. 433642.001-01РЭ, ЗАО «Вибро-Прибор». - СПб. *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2596695C2 (en) * 2011-10-13 2016-09-10 Нуово Пиньоне С.п.А. Accelerometer
RU2559867C1 (en) * 2014-05-15 2015-08-20 Российская Федерация, от имени котрой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Accelerometer
RU2566411C1 (en) * 2014-09-08 2015-10-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Piezoelectric accelerometer
RU2582910C1 (en) * 2015-02-10 2016-04-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Piezoelectric accelerometer
CN109212262A (en) * 2018-10-17 2019-01-15 山东大学 A kind of high-temperature piezoelectric acceleration transducer based on lateral vibration mode
CN109324211A (en) * 2018-10-23 2019-02-12 西人马联合测控(泉州)科技有限公司 A kind of piezoelectric acceleration transducer
RU2715345C1 (en) * 2019-08-07 2020-02-26 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие "ТИК" Piezoelectric measuring transducer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2402019C1 (en) Piezoelectric accelerometre
ES2828055T3 (en) Partial discharge acquisition system comprising a capacitively coupled electric field sensor
US9689898B2 (en) Medium or high voltage arrangement with cable connection terminal
CN103201635A (en) Partial discharge sensor for a high voltage insulation monitoring device
KR20120131082A (en) Electronic device, and open circuit detecting system, detecting method thereof
CN104865468A (en) Device and method for measuring shielding effectiveness of electromagnetic pulse of thunder and lightning
TW200944808A (en) Partial discharge measuring method
CN105547416A (en) Magnetostriction liquid level sensor
EP1426772B1 (en) Impedance measuring circuit, its method, and capacitance measuring circuit
JP2020528141A (en) Methods and test equipment for measuring partial discharge impulses in shielded cables
CN106771908A (en) Disc insulator rift defect climbs electro-detection sensor
CN111398697A (en) Space charge test system and test method under periodic pulse electric field
KR102028287B1 (en) Apparatus for estimating space charge, system comprising the apparatus and method for using the same
KR20100036567A (en) Apparatus for detecting partial discharging signal and method for driving the same
EP2209014B1 (en) Partial corona discharge detection
RU2393487C1 (en) Piezoelectric vibration control technique
JP2014119384A (en) Non-contact voltage measuring probe
CN105527505B (en) A kind of capacitance-type vibration formula electrostatic transducer
CN115616306B (en) Surface charge collection system of low charge leakage
Wolbarsht Interference and its elimination
JP4669030B2 (en) Electrostatic discharge measuring device
JP6688257B2 (en) Charged plate monitor
CN107462759A (en) Test board for static discharge current waveforms detection
Carpenter et al. Ultrasonic corona detection in transformers
JP4173713B2 (en) Electrostatic discharge measuring device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120319