RU2566411C1 - Пьезоэлектрический акселерометр - Google Patents
Пьезоэлектрический акселерометр Download PDFInfo
- Publication number
- RU2566411C1 RU2566411C1 RU2014136253/28A RU2014136253A RU2566411C1 RU 2566411 C1 RU2566411 C1 RU 2566411C1 RU 2014136253/28 A RU2014136253/28 A RU 2014136253/28A RU 2014136253 A RU2014136253 A RU 2014136253A RU 2566411 C1 RU2566411 C1 RU 2566411C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sectors
- electrodes
- piezoelectric
- contact
- side surfaces
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения параметров ускорения в виброметрии, сейсмологии и акустики. Пьезоэлектрический акселерометр содержит предусилитель и концентрично расположенные кольцевые инерционную массу, корпус и первый пьезочувствительный элемент с осевой поляризацией в виде пары пьезоэлектрических секторов, не соприкасающихся друг с другом, и электродов, контактирующих с боковыми поверхностями пары пьезоэлектрических секторов, при этом кольцевой корпус выполнен из электропроводного материала с возможностью контактирования с боковыми поверхностями пары кольцевых пьезоэлектрических секторов, имеющих различную поляризацию, причем электроды подключены к предусилителю, при этом в него введены второй и третий предуселители, а также второй кольцевой пьезочувствительный элемент, установленный над первым кольцевым пьезочувствительным элементом и выполненный в виде двух пар радиально поляризованных секторов, снабженных электродами, контактирующими с боковыми поверхностями секторов, при этом предуселители выполнены дифференциальными, а сектора пар второго кольцевого пьезочувствительного элемента имеют одинаковую поляризацию, причем три пары первого и второго кольцевых пьезочувствительных элементов через электроды подключены к входам трех соответствующих дифференциальных усилителей. Технический результат - измерение трех компонент вектора ускорения. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения параметров ускорения в виброметрии, сейсмологии и акустике.
Известен пьезоэлектрический трехкомпонентный акселерометр, содержащий корпус, который закреплен на базовом основании и закрыт колпачком. Корпус выполнен из металла в форме трехгранной пирамиды с тремя ортогональными плоскостями, на каждой из которых консольно закреплено по одному пьезоэлектрическому чувствительному элементу. Чувствительные элементы выполнены в виде пьезоэлектрических или биморфных пластин (патент №2383025, кл. G01P 15/09, 2010 г.).
Недостатком пьезоэлектрического трехкомпонентного акселерометра является его низкая чувствительность к высоким частотам из-за консольного закрепления чувствительных элементов.
Наиболее близким по конструкции, совпадающим по принципу работы с заявленным, является однокомпонентный пьезоэлектрический акселерометр, принятый за прототип предлагаемого трехкомпонентного пьезоэлектрического акселерометра.
Прототип содержит предусилитель и концентрично расположенные кольцевые инерционную массу, корпус и первый пьезочувствительный элемент с осевой поляризацией в виде пары пьезоэлектрических секторов, не соприкасающихся друг с другом, и электродов, контактирующих с боковыми поверхностями пары пьезоэлектрических секторов, при этом кольцевой корпус выполнен из электропроводного материала с возможностью контактирования с боковыми поверхностями кольцевых пьезоэлектрических секторов, имеющих разную поляризацию, причем электроды подключены к предусилителю (патент №2098831, кл. G01P 15/09, 1998 г.).
Недостатком прототипа является ограниченность его применения для измерения одной компоненты ускорения.
Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является получение возможного измерения трех компонент ускорения.
Данный технический результат достигают за счет того, что в известный однокомпонентный пьезоэлектрический акселерометр, содержащий предусилитель и концентрично расположенные кольцевые инерционную массу, корпус и первый пьезочувствительный элемент с осевой поляризацией в виде пары пьезоэлектрических секторов, не соприкасающихся друг с другом, и электродов, контактирующих с боковыми поверхностями пары пьезоэлектрических секторов, при этом кольцевой корпус выполнен из электропроводного материала с возможностью контактирования с боковыми поверхностями пары кольцевых пьезоэлектрических секторов, имеющих различную поляризацию, причем электроды подключены к предусилителю, дополнительно введены второй и третий предуселители, а также второй кольцевой пьезочувствительный элемент, установленный над первым кольцевым пьезочувствительным элементом и выполненный в виде двух пар радиально поляризованных секторов, снабженных электродами, контактирующими с боковыми поверхностями секторов, при этом предуселители выполнены дифференциальными, а сектора пар второго кольцевого пьезочувствительного элемента имеют одинаковую поляризацию, причем три пары первого и второго кольцевых пьезочувствительных элементов через электроды подключены к входам трех соответствующих дифференциальных усилителей.
Изобретение поясняется чертежами:
на фиг. 1 представлена конструктивная схема пьезоэлектрического акселерометра;
на фиг. 2 - его электронная схема.
Пьезоэлектрический акселерометр содержит концентрично расположенные кольцевые инерционную массу 1, корпус 2 и пьезочувствительный элемент 3 с осевой поляризацией в виде пьезоэлектрических секторов, не соприкасающихся друг с другом (на фиг. 1 - одна пара секторов).
Имеется также кольцевой пьезочувствительный элемент, установленный над пьезочувствительным элементом 3 и выполненный в виде двух пар радиально-поляризованных секторов 41 42 и 51 52. Оба сектора 41 42 и 51 52 пары установлены центрально-симметрично с одинаковой поляризацией.
Пьезоэлектрический акселерометр включает в себя электроды 6, 7, контактирующие с боковыми поверхностями пьезоэлектрических секторов 3, 4, 5. Причем электроды подключены к трем дифференциальным предусилителям 8, 9, 10 по количеству измеряемых компонентов X, Y, Z ускорения (фиг. 2).
Конкретное выполнение электродов 6, 7 в пьезоэлектрическом акселерометре является НОУ-ХАУ заявителя.
Кольцевой корпус 2 выполнен из электропроводного материала с возможностью контактирования с боковыми поверхностями кольцевых пьезоэлектрических секторов 3, 4, 5.
Сектора пар 41 42 и 51 52 второго кольцевого пьезочувствительного элемента имеют одинаковую поляризацию и образуют каналы для измерения компонент ускорения X и Y.
Пара 31 32 первого кольцевого пьезочувствительного элемента имеет различную поляризацию секторов и образует канал измерения Z компоненты ускорения.
Сектора пар 41 42 и 51 52 подключены к входам дифференциальных усилителей 8 и 9. Сектора 31 32 подключены к входам дифференциального усилителя 10.
Пьезоэлектрический акселерометр работает следующим образом.
Закрепляют корпус пьезоэлектрического акселерометра на исследуемом изделии (элементы крепления пьезоэлектрического акселерометра не приведены).
При колебаниях корпуса 2 в среде вдоль осей x, y, z на пьезоэлементы 3, 4, 5 действует сила инерции, деформирующая пьезоэлементы. На выходах пьезоэлементов появляются напряжения Ux, Uy, Uz, пропорциональные измеряемым компонентам вектора ускорения.
Таким образом, область применения пьезоэлектрического акселерометра, работающего на деформации сдвига, расширена на случай измерения параметров вектора ускорения. Этим достигается поставленный технический результат.
Claims (1)
- Пьезоэлектрический акселерометр, содержащий предусилитель и концентрично расположенные кольцевые инерционную массу, корпус и первый пьезочувствительный элемент с осевой поляризацией в виде пары пьезоэлектрических секторов, не соприкасающихся друг с другом, и электродов, контактирующих с боковыми поверхностями пары пьезоэлектрических секторов, при этом кольцевой корпус выполнен из электропроводного материала с возможностью контактирования с боковыми поверхностями пары кольцевых пьезоэлектрических секторов, имеющих различную поляризацию, причем электроды подключены к предусилителю, отличающийся тем, что в него введены второй и третий предуселители, а также второй кольцевой пьезочувствительный элемент, установленный над первым кольцевым пьезочувствительным элементом и выполненный в виде двух пар радиально поляризованных секторов, снабженных электродами, контактирующими с боковыми поверхностями секторов, при этом предуселители выполнены дифференциальными, а сектора пар второго кольцевого пьезочувствительного элемента имеют одинаковую поляризацию, причем три пары первого и второго кольцевых пьезочувствительных элементов через электроды подключены к входам трех соответствующих дифференциальных усилителей.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014136253/28A RU2566411C1 (ru) | 2014-09-08 | 2014-09-08 | Пьезоэлектрический акселерометр |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014136253/28A RU2566411C1 (ru) | 2014-09-08 | 2014-09-08 | Пьезоэлектрический акселерометр |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2566411C1 true RU2566411C1 (ru) | 2015-10-27 |
Family
ID=54362228
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014136253/28A RU2566411C1 (ru) | 2014-09-08 | 2014-09-08 | Пьезоэлектрический акселерометр |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2566411C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU202246U1 (ru) * | 2020-07-06 | 2021-02-09 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО" (Университет ИТМО) | Пьезоэлектрический акселерометр |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU569955A1 (ru) * | 1975-09-18 | 1977-08-25 | Московский Лесотехнический Институт | Пьезоакселерометр |
RU2098831C1 (ru) * | 1996-01-31 | 1997-12-10 | Игорь Борисович Вишневский | Акселерометр, работающий на деформации сдвига в пьезоэлементе, и способ его изготовления |
RU2402019C1 (ru) * | 2009-03-18 | 2010-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ТИК" (ООО НПП "ТИК") | Пьезоэлектрический акселерометр |
US20120204644A1 (en) * | 2011-02-10 | 2012-08-16 | Denis Varak | Accelerometer for high temperature applications |
-
2014
- 2014-09-08 RU RU2014136253/28A patent/RU2566411C1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU569955A1 (ru) * | 1975-09-18 | 1977-08-25 | Московский Лесотехнический Институт | Пьезоакселерометр |
RU2098831C1 (ru) * | 1996-01-31 | 1997-12-10 | Игорь Борисович Вишневский | Акселерометр, работающий на деформации сдвига в пьезоэлементе, и способ его изготовления |
RU2402019C1 (ru) * | 2009-03-18 | 2010-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ТИК" (ООО НПП "ТИК") | Пьезоэлектрический акселерометр |
US20120204644A1 (en) * | 2011-02-10 | 2012-08-16 | Denis Varak | Accelerometer for high temperature applications |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU202246U1 (ru) * | 2020-07-06 | 2021-02-09 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО" (Университет ИТМО) | Пьезоэлектрический акселерометр |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
GB2578014A9 (en) | Acceleration sensor comprising differential graphene resonant beams | |
WO2014169540A1 (zh) | 非等截面悬臂梁压电式加速度传感器 | |
CN102103013A (zh) | 三维矢量水听器 | |
Dong et al. | High-performance monolithic triaxial piezoresistive shock accelerometers | |
RU2650839C1 (ru) | Низкочастотный векторный акустический приемник | |
Manikandan et al. | Investigations on suitability of MEMS based accelerometer for vibration measurements | |
Xi et al. | High g MEMS inertial switch capable of direction detection | |
EP3220153B1 (en) | Symmetric mems piezoelectric accelerometer for cross-axis noise reduction | |
RU2566411C1 (ru) | Пьезоэлектрический акселерометр | |
RU2582910C1 (ru) | Пьезоакселерометр | |
RU2559867C1 (ru) | Акселерометр | |
RU2569201C1 (ru) | Комбинированный гидроакустический приемник | |
US3070996A (en) | Mechanical impedance meter | |
US3222919A (en) | Mechanical impedance measuring system | |
KR20210048905A (ko) | 가속도 센서 및 이를 구비하는 음향 벡터 센서 | |
Li et al. | A low-noise MEMS acoustic vector sensor | |
Auerswald et al. | MEMS acoustic emission sensor with mechanical noise rejection | |
RU55148U1 (ru) | Микромеханический осевой акселерометр | |
Dhanda et al. | Sensitivity analysis of contact type vibration measuring sensors | |
RU187949U1 (ru) | Чувствительный элемент мэмс-акселерометра с измеряемым диапазоном ускорений большой амплитуды | |
RU168085U1 (ru) | Устройство для измерения углового ускорения | |
RU2400760C1 (ru) | Пьезоэлектрический акселерометр | |
RU2817063C1 (ru) | Трёхкомпонентный пьезоэлектрический акселерометр | |
RU143487U1 (ru) | Пьезоэлектрический сдвиговый датчик акселерометра | |
RU190397U1 (ru) | Микромеханический осевой акселерометр |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160909 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190213 |