SU1553909A1 - Градуировочное устройство пьезодатчика ускорений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Цель изобретени  - повышение точности градуировки. Градуировочное устройство пьезодатчика ускорений состоит из основани  1, инерционного элемента 2, двух пьезоэлементов 3 и 4, расположенных на противоположных сторонах основани . Пьезоэлемент 4 имеет электроизолированные друг от друга воздушным промежутком электроды 5 и 6, соединенные между собой коммутационным элементом. Основание 1 прикреплено к исследуемому объекту 9. В режиме градуировки сначала измер ют поперечную чувствительность. Дл  этого исследуемый объект 9 неподвижен, а на электроды 5 и 6 (коммутационный элемент разомкнут) подают синусоидальные электрические сигналы одинаковой амплитуды, частоты и противоположной фазы. В этом случае в двух половинах пьезоэлемента 4 возбуждаютс  противофазные механические колебани , вызывающие поперечные колебани  пьезодатчика ускорени . Эти колебани  преобразуютс  пьезоэлементом 3 в электрический сигнал. Далее определ ют поперечную чувствительность во всем рабочем диапазоне частот. В режиме градуировки производ т проверку чувствительности пьезодатчика ускорений в рабочем направлении. Дл  этого на электроты 5 и 6 пьезоэлемента 4 подают электрические сигналы одинаковой амплитуды, частоты и фазы. При действии этих сигналов в пьезоэлементе 4 возбуждаютс  синфазные механические колебани , возбуждающие колебани  пьезоэлемента ускорений в рабочем направлении. Эти колебани  преобразуютс  пьезоэлементом 3 в электрический сигнал. После режима градуировки проводники 12 и 13 соедин ют коммутационным элементом. После этого устройство готово дл  работы в режиме измерени  ускорени  объекта 9. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике,

I Цель изобретени  - повышение точности градуировки за счет определени -вли ни  креплени  пьезодатчика на его поперечную чувствительность.

На фиг. 1 показано градуировочное устройство пьезодатчика ускорений,,об- ший вид; на фиг.2 - электрическа  схема включени  пьезоэлементов при градуировке пьезодатчика,закрепленного на исследуемом объекте; на фиг. 3 - электрическа  схема включени  пьезозлементов- при измерении ускорений объекта с помощью пьезодатчика ускорений.

Градуировочное устройство пьезодатчика ускорений содержит основание 1, инерционный элемент 2 и пьезоэлемент 3. При этом пьезоэлемент 3 прикреплен к основанию 1 и инерционному эле- 4 м|енту 2. Пьезоэлемент 4 с электрода- м|и 5 и 6 приклеен симметрично пьезо- эпементу 3 на противоположной стороне основани  1„ Устройство содержит так- ж е крышку 7, прикрепленную, например, 5 э-авальцовкой к основанию 1. Антивибрационный кабель 8 неподвижно закреплен клеем в крышке 7. Основание 1 прикреплено к исследуемому объекту 9 кщеем или винтами. Проводники Ю-1 3 собраны в кабель 8. Параллельно половинам пьезоэлемента 4 включены конденсаторы 14 и 15. Электроизолированные друг- от друга воздушным промежутком

электроды 5 и 6 соединены между собой коммутационным элементом 16.

Пьезоэлементы 3 и 4 представл ют собой плоские пластины, изготовленные из пьезокерамики пол ризованной по толщине. Ось пол ризации пьезоэлемента 3 направлена в противоположную сторону по отношению к оси пол ризации пьезоэлемента 4.

Конденсаторы 14 и 15 припа ны к проводникам 10, 12 и 13. Емкости этих конденсаторов подобраны при изготовлении пьезодатчика таким образом, чтобы при изгибной деформации основани  1 и замкнутом коммутационном элементе 16 электрический сигнал между проводниками 11 и 13 (фиг. 3) был равен нулю.

Градуировочное устройство пьезодатчика ускорений работает в двух режимах.

В режиме градуировки исследуемый объект 9 неподвижен. На электроды 5 и 6 пьезоэлемента 4 градуировочного устройства подают синусоидальные электрические сигналы Uri и Uf.j (фиг. 2) от двух независимых генераторов (не показаны). Электрические сигналы имеют одинаковую амплитуду, частоту и противоположные фазы.В этом случае в двух половинах пьезоэлемента 4 возбуждаютс  противофазные механические колебани , вызывающие поперечные колебани  пьезодатчика ускорений отно5155

сительно исследуемого объекта 9, Эти

колебани  преобразуютс  пьезоэлемеи- том 3 в электрический сигнал Uk, который с помощью проводников 10 и 11 передаетс  на измерительный прибор (не показан). Электрический сигнал U характеризует поперечную чувствительность пьезодатчика. Измен   плавно частоту электрических сигналов U

г нал

и U и измер   электрический сиг- U определ ют поперечную чувствительность пьезодатчика во всем рабочем диапазоне частот. При этом на

частоте поперечного резонанса закреп-- ленного датчика его поперечные колебани  имеют максимальную величину, поэтому электрический сигнал UK также максимален.

После измерени  поперечной чувствительности производ т проверку чувствительности пьезодатчика ускорений в рабочем направлении. В этом случае на электроды 5 и 6 пьезоэлемента 4 подают электрические сигналы U.. и Urt одинаковой амплитуды, частоты и фазы. При действии этих сигналов в

обеих половинах пьезоэлемента 4 возбуждаютс  синфазные механические колебани , возбуждающие колебани  пьезодатчика ускорений в рабочем направлении . Эти колебани  преобразуютс  пьеэоэлементом 3 в электрический сиг15

20

25

30

После этого устройство готово дл  работы в режиме измерени  ускорени  :- объекта 9. В этом режиме исследуемый объект подвергаетс  воздействию вибрации или ударов. При этом объект 9 движетс  ускоренно и деформируетс . Ускорение и деформации от объекта 9 передаютс  основанию 1 и воспринимаютс  пьезоэлементом 3, вырабатывающим электрический сигнал, пропорциональный механическим напр жени м от ускорений и деформаций исследуемого объекта 9. Одновременно в пьезоэле- менте 4 вырабатываетс  электрический сигнал, пропорциональный только деформации исследуемого объекта 9, Благодар  различной пол рное- ти пьезоэлементов 3 и 4 при их последовательном включении электрические сигналы, возникающие в указанных пьезоэлементах от изгибной деформации объекта 9, вычитаютс . При этом конденсаторы 14 и 15 обеспечива- ют полную взаимную компенсацию указанных сигналов. В этом случае с проводников 11 и 13 снимаетс  электрический сигнал Urt, пропорциональный только ускорению объекта 9 (фиг. 3).

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   35

   Градуировочное устройство пьезодатчика ускорений, содержащее первый пьеэоэлемент, закрепленный между, инерционным элементом и основанием, и второй пьезоэлемент, закрепленный на противоположной стороне основани , отличающ-еес  тем, что, с до целью повышени  точности градуировки за счет определени  вли ни  креплени  пьезодатчика на его поперечную чувствительность, один из электродов второго пьезоэлемента выполнен в ви- заканчивают и проводники 12 и 13 сое- д5 Де электроизолированных одна от дру- дин ют между собой коммутационнымгой частей, соединенных между собой

   элементом 16.введенным коммутационным элементом.

   нал UK, который характеризует чувствительность пьезодатчика ускорений в рабочем направлении. Плавно измен   частоту электрических сигналов Uf1 и Игги сохран   одинаковыми их амплитуды и фазы, определ ют чувствительность пьезодатчика ускорений в рабочем направлении.

   По сле проверки чувствительности закрепленного пьеэодатчика в поперечном и рабочем направлении градуировку

   5

   5

   0

   После этого устройство готово дл  работы в режиме измерени  ускорени  :- объекта 9. В этом режиме исследуемый объект подвергаетс  воздействию вибрации или ударов. При этом объект 9 движетс  ускоренно и деформируетс . Ускорение и деформации от объекта 9 передаютс  основанию 1 и воспринимаютс  пьезоэлементом 3, вырабатывающим электрический сигнал, пропорциональный механическим напр жени м от ускорений и деформаций исследуемого объекта 9. Одновременно в пьезоэле- менте 4 вырабатываетс  электрический сигнал, пропорциональный только деформации исследуемого объекта 9, Благодар  различной пол рное- ти пьезоэлементов 3 и 4 при их последовательном включении электрические сигналы, возникающие в указанных пьезоэлементах от изгибной деформации объекта 9, вычитаютс . При этом конденсаторы 14 и 15 обеспечива- ют полную взаимную компенсацию указанных сигналов. В этом случае с проводников 11 и 13 снимаетс  электрический сигнал Urt, пропорциональный только ускорению объекта 9 (фиг. 3).

   Формула изобретени 

   Фиг.2

   Фиг.З