SU1033971A1 - Устройство дл измерени ударного ускорени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерител ной технике, в частности к измерител м ударного ускорени  с применением пьезоэлектрических датчиков, и может быть использовано дл  создани  высокостабильных , точных и надежных измерительных систем с расширенными ча тотным и Амплитудным диапазонами. Известны устройства дл  измерени  ударного ускорени , содержащие пьезо датчик, электронный усилитель, фильт низкой частоты, регистратор, позвол ющие осуществить измерение ударного ускорени  .l . Однако в услови х воздействи  уда ной нагрузки, в р де случаев такие системы не позвол ют достигнуть требуемой точности, достоверности и стабильности измерений. Основной причиной отмеченного недостатка  вл етс  то, .что при ударном нагружении реальных объектов всегда имеютс  колебани , не несущие полезной информации и про вл щиес  в виде шумов, с частотами, близкими к частотам резонанса креплени  и собственного резонанса пьезодатчика , которые способны вызвать его резонансное возбуждение и выдачу ложно го электрического сигнала. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени - , ударного ускорени , содержащее осно вание с расположенными симметрично на его противоположных сторонах пьезоэлементами , на одном ;из которых,  вл ющемс  рабочим, установлен инерционный элемент, электронный усилитель , вход которого соединен с рабочим элементом, а выход - с регистратором . В таких устройствах подавление ложного электрического сигнала осуществл етс  с помощью фильтров низкой частоты. Однако это не дает желаемого эффекта, так как известно, что рабочие характеристики любого реального фильтра низкой частоты в полосе его непрозрачности таковы , что позвол ют проходить в этой полосе сигналам, хот  и с сильно ослабленной амплитудой. Очевидно что в услови х воздействи  йелой величины нагрузки, пьезодатчик все равно резко выдел ет амплитуды частот, близкие к частоте резонанса креплени  и собственного резонанса, а фильтр низкой частоты подавит их только частично. Следоеательно , соотношение полезного сигнала и сигнала, обусловленного шумом, измен етс  в пользу шума, что приводит к получению ложного электрического сигнала пьезодатчика. Дл  получени  достоверного электрического сигнала необходимо обеспечить услови , исключающие резонансное возбуждение пьезодатчика. Цель изобретени  - повышение точности измерени . Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее основание с расположенными симметрично на его противоположных сторонах пьезоэлементами, на одном из которых,  вл ющемс  рабочим, установлен инерционный элемент, электронный усилитель , вход которого соединен с рабочим элементом, а выход - с регистратором , введен фильтр высокой частоты , подключенный к дополнительно введенному электронному усилителю, выход которого соединен со свободным пьезоэлементом. Подавление высокочастотных колебаний шумов, способных вызвать резонансное возбуждение пьезодатчика , осуществл етс  механическим путем за счет работы пьезоэлемента отрицательной электромеханической обратной св зи в режиме пьезоэлектр ического излучател  механических колебаний . На чертеже представлена функциональна  схема предлагаемого устройства . Устройство содержит пьезодат 1К 1. с двум  пьезоэлементат 2 и 3, расположенными симметрично на противоположных сторонах основани , электронный усилитель , фильтр 5 высокой частоты, электронный усилитель 6 об- . ратной св зи, регистратор 7. Пьезоэлемент 2  вл етс  рабочим и несет на себе инерционный элемент 8. Пьезоэлемент 3  вл етс  исполнительным элементом отрицательной электромеханической св зи и служит дл  возбуждени  высокочастотных механических колебаний. Фильтр 5 высокой частоты служит дл  вьще ени  высокочастотных составл ющих из широкополосного сигнала рабочего пьезоэлемента . Он может быть выполнен по схеме активного фильтра и совмещен с электронным усилителем 6 обратной св зи.

Электронный усилитель 6 обратной св зи служит дл  усилени  сигналов, выдел емых фильтром 5 высокой частоты , до уровн  , обеспечивающего работу пьезоэлемента,3 обратной св зи в режиме возбудител  высокочастотных механических колебаний. Он имеет органы регулировки глубины отрицательной обратной св зи.

Регистратор 7 фиксирует электрический сигнал пьезодатчика.

Устройство работает следующим образом .

Пьезодатчик 1 устанавливаетс  на испытуе1 5м объекте и электрически соедин етс  с измерительной системой.

При ударном нагружении испытуемого объекта возникают инерционные колебани  и широкий спектр высокочастотных колебаний, не несущий полезной информации и про вл ющийс  виде шумов. Под воздействием наг- . рузки рабочий пьезоэлемент 2 вырабатывает широкополосный электрическ сигнгш. Высокочастотные составл ющие этого сигнала, обусловленные колебани ми шума, через фильтр 5 высокой частоты, поступают в электронный усилитель обратной св зи, нагрузкой которого  вл етс  пьезоэлемент 3 обратной св зи. Пьезоэлемент 3 обратной св зи воспринимает усиленны электрические колебани , обусловленные шумом и под их воздействием за счет обратного пьезоэффекта вырабатывает высокочастотные механические колебани , которые распростран ютс  в основании - корпуса пьезодатчика, т.е. в основании корпуса пьезодатчика существуют механические колебани  шума и колебани , возбу здаемые пьезоэлементом 3 обратной св зи, которые при взаимодействии компенсируют ДРУГ Друга.

Таким образом, введение в устройство дл  измерени  ударных ускорений фильтра высокой частоты, подключенного к электронному усилителю , вхад которого соединен со свободкмм элементом, повышает точность измерени .

Claims (1)

1. (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УДАРНОГО УСКОРЕНИЯ, содержащее основание с расположенными симметрично на его противоположных сторонах пьезоэлементами, на одном из которых, являющемся рабочим, установлен инерционный элемент, электронный усилитель, вход которого соединен с рабочим элементом, а выход - с регистратором, отличающееся тем/ что, с целью повышения точности измерения, в него введен фильтр высокой частоты, подключенный к дополнительно введенному электронному усилителю, выход которого соединен со'свободным пьезоэлементом,