SU1024854A1 - Piezoelectric accelerometer - Google Patents

Piezoelectric accelerometer Download PDF

Info

Publication number
SU1024854A1
SU1024854A1 SU823412960A SU3412960A SU1024854A1 SU 1024854 A1 SU1024854 A1 SU 1024854A1 SU 823412960 A SU823412960 A SU 823412960A SU 3412960 A SU3412960 A SU 3412960A SU 1024854 A1 SU1024854 A1 SU 1024854A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
spring
piezoelectric
elements
accelerometer
piezoelectric elements
Prior art date
Application number
SU823412960A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Алексеевич Долгомиров
Артемий Степанович Больших
Олег Петрович Смирнов
Владимир Николаевич Смирнов
Вячеслав Александрович Пучков
Original Assignee
Научно-Исследовательский Институт Интроскопии
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 Научно-Исследовательский Институт Интроскопии filed Critical Научно-Исследовательский Институт Интроскопии
Priority to SU823412960A priority Critical patent/SU1024854A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1024854A1 publication Critical patent/SU1024854A1/en

Links

Landscapes

  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АКСЕЛЕ- I РОМЕТР, содержащий корпус с размеценными в нем инерционным элементом и расположенными по периметру торца корпуса пьезоэлементг1ми, предварительно поджатьми тарельчатой пружиной с т гой, о тличающ и йс   тем/ что, с целью повышени  чует- . вительности и виброустойчивости, т га выполнена в виде упругого стержн  с проточкой и конусной головкой, эпираихцейс  на сферическую галтель отверсти  тарельча той пружины, и хвостовике, снабженным регулировочном и фиксирующим элементами.PIEZOELECTRIC ACCELE-I ROOMER, comprising a case with an inertia dispersed in it and located along the perimeter of the body end of the piezoelectric elements, preload with a disk-shaped spring with a thrust, in order to improve the chuyu-. Vibration and vibration resistance, tons of ha, are made in the form of an elastic rod with a groove and a conical head, an epiraiht spherical fillet of the spring plate of the spring, and a shank equipped with adjusting and fixing elements.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть исполь зовано дл  измерени  виброускорений в машинах и механизмах, в частности в виброизмерительной технике. Известен акселерометр, состо щий из корпуса, в котором между инерционным грузом и основанием расположены пьезоэлементы. Предварительное поджатие пьезоэлементов осу ществл етс  пружиной, усилие зат жни которой регулируетс  т гой Г13 и С23. , Наиболее близким по техническому решению к изобретению  вл етс  акселерометр , содержащий корпус с раз мещенными в нем инерционным элементом и расположенными по периметру торца корпуса пьезоэлементами, пред варительно поджатыми тарельчатой пружиной с т гой СЗЗ. Однако известные пьезоэлектрические акселерометры обладают недостаточной чувствительностью и виб роустойчивостью. Целью изобретени   вл етс  nciBHшение чувствительности и виброустой чивости. Поставленна  цель достигаетс  те что в пьезоэлектрическом акселерометре , содержащем корпус с разме щенньми в нем инерционным элементом и расположенными по периметру торца корпуса пьезоэлементами, предварительно поджатьвий тарельчатой пружиной с т гой, т га выполнена в виде упругого стержн  с проточкой и конусной головкой, опирающейс  на сфе рическую галтель отверсти  та-рельча той пружины, и хвостовиком,снабженн регулировочным и фиксирунадим элемен тами . На фиг.1 показан акселерометр, поперечный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1. . . Акселерометр состоит из корпуса 1 , на котором закреплено основаиие 2. Пьезоэлементы 3 набраны в 3 группы 4-6, расположенные ца основа нии через 120. Кажда  группа элеме тов зажата между инерционным Грузом 7 и основанием 2 при помощи т ги 8 тарельчатой пружины 9 с силой, пропорциональной упругости этих элементов . Зат жка тарельчатой пружины 9 осуществл етс  установочньм ви том 10, расположеннгли) в корпусе 1. Фиксаци  от перемещени  т ги 8 осуществл егс  резьбовьм сухарем 11 пр помощи винта 12 и контргайки 13. Устройство работает следукщим обраэсм. При воздействии измер емого ускорени  инерционный давит иа каждую из 3-х групп 4-6 пьезоэ ементов 3, В результате на обклад ках пьезоэлементов 3 возникает ЭДС, подаваема  на вход дифференциальных усилителей каждой группы. Входы каждого дифференциа/1ьного усилител  соединены со средними выводами соседних групп с одноименной пол рностью . Если акселерометру сообщаетс  ускорение, направленное вдоль его главной оси О-О (фиг.1),, то на пьезоэлементы в каждой группе будут действовать составл ющие силы, в сумме равные инерционной силе от движени  инерционного груза 7, направленной вдоль, оси О-О экселерсмлетра. Алгебраическое суммирование сигналов на дифференциальных усилител х от пар пьезоэлементов, расположенных в соседних группах, достигаемое таким выполнением акселерометра, позвол ет получить сигналы, пропорциональные равнодействующим ускорений, действующих в направлении оси каждой группы и скомпенсировать сигналы пьезоэлементов, возникающие,от Kpyf. тильньк колебаний датчика вокруг осей, ортогональных главной оси датчика. Выполнение т ги 8, взаимодействующей с тарельчатой пружиной 9 при поджатии инерционного груза 7, в виде упругого стержн  с проточной и конусной головкой, опирающейс  на сферическую галтель отверсти  тарельчатой пружины 9, и хвостовиком, снабженным регулировочными и фиксирующими элементами, обеспечивает необходимые три степени свободы малых перемещений инерционного груза. Наличие трех степеней свободы вдоль, главной оси акселеретчетра и вокруг ортогональных осей, лежащих в плоскости пьезоэлементов, обуславливает реальную возможность разложени  . инерционной силы, действующей вдоль глав-ной оси на три составл ющих, равных по своей величине, а также возможность разложени  крутильных составл ющих инерционной силы и их взаимиую ксмпенсацию, что приводит к Повышению чувствительности. , Предложенное выполнение акселерометра обеспечивает рависмерное распределение статических сил поджа и  групп 4-6 пьеэоэлементов 3 при за- : т жке тарельчатой пружииы 9 винтом 10, что позвол ет повысить виброустойчивость , -так как равне дерна  статическа  нагрузка пьезоэлементов повышает их вибропрочность. . Кремле того, равномерное распределение: статических сил предвательного поджати  групп пьезоэлементов обеспечивает достижение их равной чувствительности , что также способствует повшоению чувствительности акселерометра . Предлагаемое устройство может обеспечить высокую повтор емость па .раметров акселерометров при запуске их в производство за счет малого разброса электрического сигнала в каждой группе пьеэоэлементов и ймеюциес  возможностью регулировки без разборки конструкции. ДобThe invention relates to a measurement technique and can be used to measure vibration accelerations in machines and mechanisms, in particular in vibration measurement technology. An accelerometer is known, consisting of a housing in which piezoelectric elements are located between the inertial load and the base. The preliminary compression of the piezoelectric elements is carried out by a spring, the tightening force of which is regulated by the thrust T13 and C23. The closest to the technical solution of the invention is an accelerometer, comprising a case with an inertial element placed in it and piezoelectric elements arranged along the perimeter of the case face, preliminarily pressed by a disk-type spring with a SPZ. However, the known piezoelectric accelerometers have insufficient sensitivity and vibration resistance. The aim of the invention is the sensitivity of nciBH and vibration resistance. The goal is achieved by the fact that in a piezoelectric accelerometer, comprising a housing with an inertial element placed in it and piezoelectric elements arranged along the perimeter of the housing end, preload is loaded with a disk-shaped spring with a thrust, the pull is made in the form of an elastic rod with a groove and a conical head resting on The fillet is a tapping hole of the spring of the spring, and the shank is equipped with adjusting and fixing elements. Figure 1 shows the accelerometer, cross section; figure 2 - section aa in figure 1. . . Accelerometer consists of body 1, on which base 2 is fixed. Piezo elements 3 are assembled into 3 groups 4–6, located on the base after 120. Each group of elements is clamped between the inertial Load 7 and base 2 by means of a 8-disc spring of 9 seconds force proportional to the elasticity of these elements. The closure of the disc spring 9 is carried out by an adjusting screw 10, located in the body 1. The fixation from moving the rod 8 is carried out using a screw 12 and lock nut 13 by means of a screw 11 and lock nut 13. The device works with the next size. Under the influence of the measured acceleration, the inertial pressure is applied to each of the 3 groups of 4–6 piezoelectric elements 3. As a result, an emf is generated on the covers of the piezoelectric elements 3, fed to the input of differential amplifiers of each group. The inputs of each differential / 1 amplifier are connected to the average terminals of neighboring groups with the same polarity. If the accelerometer reports an acceleration directed along its main axis O-O (Fig. 1), then the piezoelements in each group will be affected by component forces, which in total are equal to the inertial force from the movement of the inertial load 7, directed along the O-O axis. Excelsmletra. The algebraic summation of signals on differential amplifiers from pairs of piezoelements located in adjacent groups, achieved by such an accelerometer, allows one to receive signals proportional to the resultant accelerations acting in the direction of the axis of each group and compensate for the piezoelectric signals arising from Kpyf. The sensor oscillations are tilted around axes orthogonal to the main axis of the sensor. The execution of the thrust 8, which interacts with the disc spring 9 when compressing the inertial load 7, in the form of an elastic rod with a flow and taper head supported by a spherical fillet of the disc spring 9 and provides a shank equipped with adjusting and fixing elements, providing the necessary three degrees of freedom of small displacements of inertial load. The presence of three degrees of freedom along, the main axis of the accelerometer and around the orthogonal axes lying in the plane of the piezoelectric elements, causes a real possibility of decomposition. the inertial force acting along the main axis into three components of equal size, as well as the possibility of decomposing the torsional components of the inertial force and their reciprocal compensation, which leads to an increase in sensitivity. The proposed implementation of an accelerometer provides an equal distribution of static pods and groups 4-6 of the pyeoeoelements 3 when the disc spring 9 is tightened with a screw 10, which makes it possible to increase the vibration resistance, because the static load of the piezoelements increases their vibration strength. . Moreover, the Kremlin has a uniform distribution: the static forces of the precompetitively tightening of the groups of piezoelements ensure their equal sensitivity, which also contributes to the accelerometer's sensitivity. The proposed device can provide high repeatability of accelerometers pa parameters when they are launched into production due to a small electrical signal spread in each group of piezoelectric elements and they can be adjusted without disassembling the structure. Ext

ротность механической системы обеспечиваетс  надежной фиксацией элементов конструкции.the back of the mechanical system is ensured by a reliable fixation of the structural elements.

Claims (1)

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АКСЕЛЕ- I РОМЕТР, содержащий корпус с разме- I щенными в нем инерционным элементом и расположенными по периметру торца корпуса пьезоэлементами, предварительно поджатыми тарельчатой пружиной с тягой, о тличающ и й с я тем, что, с целью повышения чует- . вительиости и виброустойчивости, тяга выполнена в виде упругого стержня с проточкой й конусной головкой, опирающейся на сферическую галтель отверстия тарельчатой пружины, и хвостовиком, снабженным регулировочным и фиксирующим элементами.PIEZO ELECTRIC ACCEL- I ROMETER, comprising a housing with an inertial element placed in it and located along the perimeter of the housing end face with piezoelectric elements, pre-pressed by a cup spring with traction, which differs in that it senses with the aim of increasing it. independence and vibration resistance, the thrust is made in the form of an elastic rod with a grooved conical head resting on a spherical fillet of a disk spring hole and a shank equipped with adjusting and fixing elements. ОABOUT Фиь.7Fi.7
SU823412960A 1982-03-29 1982-03-29 Piezoelectric accelerometer SU1024854A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823412960A SU1024854A1 (en) 1982-03-29 1982-03-29 Piezoelectric accelerometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823412960A SU1024854A1 (en) 1982-03-29 1982-03-29 Piezoelectric accelerometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1024854A1 true SU1024854A1 (en) 1983-06-23

Family

ID=21003069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823412960A SU1024854A1 (en) 1982-03-29 1982-03-29 Piezoelectric accelerometer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1024854A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Иорин Ю.И. Виброметри . М., ГНГИ Машиностроительной литературы, , с.568-573. 2.Авторское саидетельство СССР . 508742, кл. G 01 Р, 1977. 3.Авторское свидетельство СССР 508742, кл. G 01 Р 15/09, 1971 (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5117696A (en) Biaxial accelerometer
US4075525A (en) Piezoelectric accelerometer transducer
US3566163A (en) Multiple-component piezomeasuring cells
US4586377A (en) Dual accelerometer, method for its fabrication and application thereof
US3640130A (en) Force and moment arrangements
US5512794A (en) Shear accelerometer
US5402684A (en) Multicomponent force and moment measuring arrangement
CN105814433B (en) A kind of device and method for the elastic characteristic characterizing friction material
US4503351A (en) Piezoelectric element for incorporation in pressure, force or acceleration transducers
US4016752A (en) Vibration probe for detecting the radial displacement of rotating shaft
US3075098A (en) Accelerometer
DE2962593D1 (en) Piezoelectric strain transducer
EP0664004B1 (en) An accelerometer of the shear type
US4359658A (en) Prestressed piezoelectric accelerometer
US4671147A (en) Instrumented tool holder
US3233465A (en) Accelerometer
SU1024854A1 (en) Piezoelectric accelerometer
US3075099A (en) Accelerometer
EP0485553A1 (en) Preload system for accelerometer
US6655190B2 (en) Fixed beam high-g shock pulse generator apparatus and method
US3395569A (en) Dynamic curvature sensing and measuring device
Upadhyaya et al. Limb impact harvesting, Part II: Experimental approach
Hodges et al. Polyvinylidene fluoride (PVDF) gauges for measurement of output pressure of small ordnance devices
JPH07198742A (en) Accelerometer and assembling method thereof
SU1522107A1 (en) Limiting instrument transducer