SU1126822A1 - Устройство дл измерени усили - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЯ, содержащее плоскую пьезопластину со встречно-штыревыми преобразовател ми , отличающеес   тем, что, с целью расширени  диапазона измерени  и повышени  чувствительности , в него введены втора  плоска  пьезопластина со встречноштыревыми преобразовател ми, фиксатор и клиновидна  пьезопластина с выпуклыми рабочими поверхност ми с переменными радиусом и двум  встречногштыревыми преобразовател ми, закрепленными на ее вершине на противоположных рабочих поверхност х, при этом клиновидна  пьезопластина консольно закреплена между двум  плоскими пьезопластинами с образованием акустического контакта между ними так, что встречно-штыревые преобразователи на.плоских пьезопластинах i расположены со стороны клиновидной пьезопластины, а свободные концы плоских пьезопластин соединены фиксатором. f™ ЗКВЕБ

Description

ZZA

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике, а более конкретно к измерению усилий с помощью поверхностных акустических волн, и может быть использовано дл  измерений усилий в различных област х техники.

Известны ультразвуковые устройств дл  измерений усилий по контролю других посто нных материалов, основанные на измерении распространени  акустических волн П ,

Недостатком таких устройств  вл етс  низка  точность измерений усилий, так как модули упругости и сдвига измер ют с помощью обычных зходефектоскопов, погрешность измерений которых составл ет 2-3%.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  усили , содержащее плоскую пьезопластину со встречно-штыревыми преобразовател ми . Принцип действи  известного устройства основан на измерении скорости распространени  поверхностных акустических волн от приращений модул  упругости под воздействием внешних усилий 21 .

Недостатком известного устройства  вл етс  низка  чувствительность при нешироком диапазоне измер емых

усилий.

Цель изобретени  - расширение диапазона измерени  и повьшзение чувствительности .

Цельдостигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  усили , содержащее плоскую пьезопластину со встречно-штыревыми преобразовател ми введены втора  плоска  пьезопластина со встречно-штыревыми преобразовател ми , фиксатор и клиновидна  пьезопластина с выпуклыми рабочими поверхност ми с переменным радиусом и двум  встречно-штыревыми преобразовател ми , закрепленными на ее вершине на противоположных рабочих поверхност х, при этом клиновидна  пьезопластина консольно закреплена между двум  плоскими пьезопластииами с образованием акустического контакта между ними так, что встречноштыревые преобразователи на плоских пьезопластинах расположены со стороны клиновидной пьезопластины, а свободные концы плоских пьезопластин соединены фиксатором.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство.

. Устройство содержит клиновидную пьезопластину 1 с выпуклыми рабочими поверхност  4И 2 и 3, излучающие встречно-штыревые преобразователи 4 и 5, плоские пьезопластины 6 и 7 с встречно-штыревыми преобразовател ми 8, фиксатор 9.

В основании клиновидной пьезопластины 1 закреплены концы плоских пьезопластин 6 и 7. На клиновидной пьезопластине 1 с выпуклыми поверхност ми 2 и 3 закреплены в ее вершине встречно-штьфевые преобразователи 4, 5, а концы плоских пьезопластин 6 и 7 закреплены на основани х клиновидной пьезопластины 1, образу  между собой акустические контакты. Встречно-штыревые преобразователи 8 расположены на противоположных концах пьезопластин 6 и 7, которые закреплены между собой фиксатором 9.

. Устройство работает следуюш 1М образом .

Встречно-штыревые преобразователи 4 и 5 формируют поверхностную акустическую волну, котора  распростран етс  по выпуклым поверхност м 2 и 3 клиновидной пьезопластины 1 и переходит на поверхность плоских пьезопластин 6 и 7 в местах акустического контакта клиновидной и плоских пьезопластин. Встречно-штыревые преобразователи 8 наход тс  в зоне распространени  поверхностных акустических волн и преобразуют акустические сигна.ггы в электрические.

В исходном состо нии врем  распространени  поверхностных акустических волн от преобразователей 4 и 5 д преобразователей В.выбираетс  одинаковым , что обусловлено начальным крелением пьезопластин.

Фиксатор 9 ст гивает торцы плоских пьезопластин 6 и 7, в результате чего уменьшаетс  длина акустических каналов между преобразовател ми 4-8 и 5-8, например, на половину рабочего хода от воздействи  внешнего усили  на фиксатор.

Это дает возможность использовать дифференциальное включение акустических каналов 4-8 и 5-8 и исключить вли ние температуры на точность измерени  ,

При воздействии внешнего усили  на фиксатор 9 длина акустического канала 4-8, например, уменьшаетс . 3 112682 а канала 5-8 увеличиваетс  за счет изгиба плоских пьезопластин 6 и 7 относительно поверхностей 2 и 3, что приводит к изменению величин электрических сигналов на встречно-j штыревых преобразовател х 8 пьезопластин 6 и 7. По изменению электрических сигналов суд т о величине внешних усиЛИЙ , приложенных к фиксатору 9.to Использование дифференциального включени  акустических кан1алов с переменной длиной и временем распространени  поверхностных акустических волн позвол ет расширить рабо- 5 чий диапазон измерени  усилий и увеличить чувствительность. Акустический контакт между клииовидной пьезопластиной и плоскими пьезопластииами осуществл етс  за20 счет их взаимного соединени . Дл  исключени  попадани  пыли на рабо4 чие поверхности пьезопластин устройство размеп1ено в защитном корпусе (не показан), Выпуклые поверхности клиновидной пьезопластины образованы радиусом, величина которого увеличиваетс  при его движении к вершине пьезопластины и может составл ть, например, отношение 1:100,.что приводит к большим смещени м акустического контакта между поверхност ми 2 и 3 и увеличивает чувствительность при широком диапазоне измер емых усилий при смещении фиксаторг под действи внешней силы. Применение устройства дл  измерени  усилий в народном хоз йстве по сравнению с базовым объектом дает возможность увеличить чувствительность и рабочий диапазон более чем в дес ть раз.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЯ, содержащее плоскую пьезопластину со встречно-штыревыми преобразователями, отличающее- с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения и повышения чувствительности, в него введены вторая плоская пьезопластина со встречноштыревыми преобразователями, фиксатор и клиновидная пьезопластина с выпуклыми рабочими поверхностями с переменными радиусом и двумя встречногштыревыми преобразователями, закрепленными на ее вершине на противоположных рабочих поверхностях, при этом клиновидная пьезопластина консольно закреплена между двумя плоскими пьезопластинами с образованием акустического контакта между ними так, что встречно-штыревые преобразователи на.плоских пьезопластинах расположены со стороны клиновидной пьезопластины, а свободные концы плоских пьезопластин соединены фиксатором.

   I

   I 126822