SU1107061A1 - Трехкомпонентный низкочастотный акселерометр - Google Patents

Abstract

ТРЕХКОМПОНЕНТНЫЙ НИЗКОЧАСТОТНЫЙ АКСЕЛЕРОМЕТР, содержащий корпус , пары пьезоэлементов, ориентированные взаимно перпендикул рно, и груз, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  чувствительности , он снабжен центральной опорой, жестко закрепленной на корпусе т гами , груз выполнен в виде полого цилиндра , пьезоэлементы - в виде полых стержней с противоположной пол ризацией каждого в паре, одними концами закрепленных на опоре, а другими - на грузе. в к

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может найти применение в виброметрии, сейсмологии и акустике,

Известен трехкомпонентный низкочастотный акселерометр, содержащий корпус, пары пьезоэлементов, ориентированные взаимно перпендикул рно, и груз 1 .

Недостатком известного устройства  вл етс  низка  чувствиФельность.

Цель изобретени  - увеличение чувствительности.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что трехкомпонентный низкочастотный акселерометр, содержащий корпус , пары пьезоэлементов, ориентированные взаимно перпендикул рно, и груз, снабжен центральной опорой, жестко закрепленной на корпусе т гами , груз вьшапнен в виде полого цилиндра , пьезоэлементы вьтолнены в виде полых стержней с противоположной пол ризацией каждого в паре, одними концами закрепленных на опоре, а другими - на грузе.

На чертеже изображен трехкомпонентный низкочастотный акселерометр

В жестком корпусе 1 посредством т г 2 закреплена центральна  опора 3 Периферийный обпщй груз 4 через пары пьезоэлементов, выполненных в виде полых стержней 5 и 6, ориентированных по ос х X, Y (треть  пара . пьезоэлементов, ориентированных по оси Z н,е показана) поджат к центральной опоре 3.

Пьезоэлектрические стержни 5 и 6 состо т из отдельньк дисков (изображено шесть), которые объединены в группы.

Электроды 7 расположены на торцовых окончани х дисков, причем направление полимеризации групп элементов, наход щихс  у центральной опоры 3, обратно направлению пол ризации элементов, опирающихс  на груз Д, что ndkasaHo знаками (+)-(-). Пол рность полимеризации групп в каждой паре стержней 5 и 6 противоположно.

Акселерометр работает следующим образом.

При колебани х корпуса 1 в среде, например вдоль оси X со стороны груза 4, на пьезоэлементы 5, зажатые между грузом 4 и опорой 3, действует сила инерции, деформирующа  пьезоэлементы 5 вдоль оси X. Колебательньй процесс корпуса 1 через т ги 2 передаетс  центральной опоре 3 практически без искажени ; ввиду того, что продольна  жесткость т ги выбираетс  настолько большей, что резонанс системы: масса груза 4 совместно с массой пьезоэлементов 5, опоры 3 и жесткости т г 2 лежали вьше резонанса, определ емого системой элементов: масса груза 4 и жесткость пьезоэлектрических стержней 5.

При колебании каждый из стержней 5 испытывает противоположные деформации (сжатие, раст жение) и на электродах 7 генерируетс  ЭДС одного знака.

Стержни 6 по оси Y и пьезоэлементы по оси Z (не показаны) испытывают изгибные деформации, практически не привод щие к генерации ЭДС.

Высока  чувствительность акселерометра сохран етс  при этом из-за увеличени  отношени  высоты стержней к площади поперечного сечени  в соответствии с формулой

f-.,

где и - выходное напр жение акселерометра ,

X - действующее ускорйГние g - пьезомодуль материала;

S - площадь поперечного сечени  пьезоэлементов.

Использование предлагаемого акселерометра позвол ет увеличить его чу ствительность по сравнению с боковой чувствительностью, т.е. с чувствительностью в направлении, перпендикул рном движению корпуса акселерометра .

Claims (1)

1. ТРЕХКОМПОНЕНТНЫЙ НИЗКОЧАСТОТНЫЙ АКСЕЛЕРОМЕТР, содержащий корпус, пары пьезоэлементов, ориентированные взаимно перпендикулярно, и груз, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности, он снабжен центральной опорой, жестко закрепленной на корпусе тягами, груз выполнен в виде полого цилиндра, пьезоэлементы - в виде полых стержней с противоположной поляризацией каждого в паре, одними концами закрепленных на опоре, а другими - на грузе.