SU1695152A1

SU1695152A1 - Piezoelectric transducer

Info

Publication number: SU1695152A1
Application number: SU894693750A
Authority: SU
Inventors: Александр Павлович Чупеев; Александр Иванович Щеблыкин
Priority date: 1989-05-22
Filing date: 1989-05-22
Publication date: 1991-11-30

Abstract

Изобретение относитс к контрольноизмерительной технике и может быть применено в устройствах дл измерени напр жени деформированного состо ни твердых тел. Целью изобретени вл етс повышение чувствительности и точности. Цель достигаетс тем, что ст жна шпилька 5, выполненна с разным шагом резьбы на ее концах, ст гивает опорные элементы 1, состо щие из стержней с полост ми 2, в которых размещены шарики 3, между которыми расположен пьезопреобразователь 4. Стержни устанавливаютс в отверсти на измер емом теле, напр женно-деформированное состо ние которого измен ет рассто ние между стержн ми и соответственно нагружает пьезопреобразователь 4. 1 ил.The invention relates to a reference measurement technique and can be applied in devices for measuring the strain of a deformed state of solids. The aim of the invention is to increase the sensitivity and accuracy. The goal is achieved by the fact that the stud 5, made with different thread pitch at its ends, tightens the supporting elements 1, consisting of rods with cavities 2, in which balls 3 are placed, between which the piezoelectric transducer 4 is located. on the body being measured, the stress-strain state of which changes the distance between the rods and accordingly loads the piezo transducer 4. 1 Il.

Description

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть применено в устройствах для измерения напряженно-деформированного состояния твердых тел.The invention relates to measuring technique and can be used in devices for measuring the stress-strain state of solids.

Цель изобретения - повышение чувствительности и точности.The purpose of the invention is to increase sensitivity and accuracy.

На чертеже представлен датчик, общий ВИД.The drawing shows a sensor, a general view.

Пьезоэлектрический датчик деформации содержит опорные элементы 1 в виде стержней с полостями 2, в которых размещены центрирующие шарики 3, сопряженные с пьезопреобразователем 4.The piezoelectric strain gauge contains support elements 1 in the form of rods with cavities 2 in which centering balls 3 are placed, conjugated with the piezoelectric transducer 4.

Датчик снабжен стяжной шпилькой 5 с резьбой, причем шаг резьбы d₂ на одном ее конце больше шага резьбы di на другом ее конце, а полости 2 в опорных элементах 1 выполнены таким образом, что расстояние Li между осями вращения опорных элементов меньше расстояния L₂ между плоскостями В )В₂, проходящими по кольцевой линии сопряжения опорных элементов с центрирующими шариками 3.The sensor is equipped with a tie rod 5 with a thread, and the thread pitch d ₂ at one end thereof is greater than the thread pitch di at its other end, and the cavities 2 in the support elements 1 are made in such a way that the distance Li between the axes of rotation of the support elements is less than the distance L ₂ between planes B) B ₂ , passing along the annular line of conjugation of the support elements with the centering balls 3.

Установка датчика на измеряемую деталь производится выполнением в ней двух цилиндрических отверстий, лежащих в плоскости измеряемой деформции, перпендикулярно направлению деформации и поверхности контролируемой детали и размещением в них цилиндрических концов опорных элементов 1 предварительно собранного датчика (когда в полости 2 опорных элементов 1 установлены центрирующие шарики 3, сопряженные с пьезопреобразователем 4, а стяжная шпилька 5 вкручена в верхние концы опорных элементов 1).The sensor is mounted on the measured part by making two cylindrical holes in it lying in the plane of the measured strain, perpendicular to the direction of deformation and the surface of the controlled part and placing the cylindrical ends of the supporting elements 1 of the pre-assembled sensor in them (when centering balls 3 are installed in the cavity 2 of the supporting elements 1 coupled to the piezoelectric transducer 4, and the tie rod 5 is screwed into the upper ends of the support elements 1).

Закрепление датчика осуществляют следующим образом.The sensor is fixed as follows.

При вращении стяжной шпильки 5 происходит сближение опорных элементов 1 за счет разницы шагов резьбы dtdi на их концах и пьезопреобразователь 4, сопряженный с центрирующими шариками 3, устанавливается строго по продольной оси датчика, так как опорных элементы являются самоцентрирующимися, поскольку расстояние между их осями вращения меньше расстояния между плоскостями, проходящими через кольцевые линии сопряжения центрирующих шариков с опорными элементами. При этом нижние цилиндрические концы опорных элементов 1 прижимаются к наружным поверхностям отверстий в контролируемой детали и фиксируются там за счет сил трения.When the tie rod 5 is rotated, the supporting elements 1 come closer due to the difference in the pitch of the dtdi threads at their ends and the piezoelectric transducer 4, coupled with the centering balls 3, is installed strictly along the longitudinal axis of the sensor, since the supporting elements are self-centering, since the distance between their rotation axes is less the distance between the planes passing through the annular line of pairing of the centering balls with the supporting elements. In this case, the lower cylindrical ends of the supporting elements 1 are pressed against the outer surfaces of the holes in the controlled part and are fixed there due to friction forces.

Величина предварительного поджатия пьезопреобразователя 4 регулируется стяжной шпилькой 5 и должна быть больше величины измеряемой деформации растяжения. При этом сближение верхних концов опорных элементов 1. определяемое степенью затяжки и упругими свойствами элементов датчика, замыкающими силовую цепь, является столь незначительным, что перекос, возникающий в резьбовых соединениях, полностью компенсируется имеющимися там зазорами.The value of the preliminary preload of the piezoelectric transducer 4 is regulated by the coupling pin 5 and should be greater than the measured tensile strain. In this case, the rapprochement of the upper ends of the support elements 1. determined by the degree of tightening and the elastic properties of the sensor elements closing the power circuit, is so insignificant that the skew arising in the threaded joints is completely compensated by the gaps there.

Датчик работает следующим образом.The sensor operates as follows.

При возникновении в контролируемой детали деформаций растяжения-сжатия в направлении оси датчика происходит изменение базового расстояния его опорных элементов 1, которые в свою очередь воздействуют через центрирующие шарики 3 на пьезопреобразователь 4 и деформируют его. Изменение размеров пьезопреобразоэателя 4 жестко связанного с контролируемой деталью, обуславливает формирование электрического сигнала, пропорционального измеряемой деформации.When tensile-compression deformations occur in the controlled part in the direction of the sensor axis, the base distance of its supporting elements 1 changes, which in turn act through the centering balls 3 on the piezoelectric transducer 4 and deform it. Changing the size of the piezoelectric transducer 4 is rigidly connected with the controlled part, causes the formation of an electrical signal proportional to the measured strain.

Claims

Claim

A piezoelectric sensor containing two supporting elements, each of which is made in the form of rods with cavities, in which centering balls are placed, paired with a piezoelectric transducer placed between them, with four in order to increase the sensitivity of accuracy , it is equipped with a stud with a different thread pitch at its ends and installed in threaded holes with a corresponding thread pitch made in the support elements, while the distance between the axes of the rods is less than the distance between the planes passing Erez point conjugation centering beads to the support elements.