SU381916A1

SU381916A1 - УСТРОЙСТВО дл ИЗМЕРЕНИЯ ВИБРАЦИОННЫХ

Info

Publication number: SU381916A1
Application number: SU1654693A
Authority: SU
Inventors: Н. Д. Пронин Б. А. Моисеев
Priority date: 1971-05-03
Filing date: 1971-05-03
Publication date: 1973-05-22

Description

1

Изобретение относитс к области измерительных приборов и может быть использовано в различных област х техн,ик1и дл вибрационных испытаний механических объектов, например машин, летательных аппаратов, ст.ро.ительных механизмов и др.

Известные устройства дл :Измерен.и вибрационных ускореЕий содержат дифференциальный усилитель дл измерени за|р да на обкладках пьезокерамики и дополнительные элементы дл калибровки пьезоакселерометров непосредственно на объекте, при использовании которых необходимо выдерж ивать .посто нство ха,р,актер«стик пьезоэлементов.

Дл повышени надежности измерени в предлагаемом уст|ройстве часть рабочей пьезокерамики использована дл калибровки канала измерени . Металлизированный слой дл съема зар дов пьезокерамики выполнен в виде двух изолированных друг от друга рабочих участков. В режкме калибровки один из участКО;В подключаетс :к мультивибратору, возбужда и определ частоту его импульсов.

На чертеже представлена обща схема описываемого устройства, состо щего из трех основных частей: пьезоакселе,ромет;ра 1, дифференциального усилител 2 и калибрующего мультивибратора 3.

Чувствительный элемент пьезоакселерометра 4 выполнен в виде круглой мембраны с

2

инерциО)Нной массой по пер:иферии. Пьезокерамика 5, приклеенна к мембране, имеет на поверхности два металлизированных участка в виде центрального круга 6 и концентричного кольца 7, которые гальванически соединены через разъем 6 со входом дифференциальiioro усилител 2.

Дл калибровки канала измерени служат мультивибратор 3, тумблер 9, контакты реле 10 и подстроечный конденсатор 1L

В акселерометре используетс изгибна деформаци пьезоэлемевта. При действии перегрузки Q на датчик в пьезокерамике возникают радиальные напр жени , определ емые моментом:

0 Г(1 + ,) 1п г/г„ - Wr.

X

М. - 47: Г fWrn)--l

1- I П

x(i + +

(r/rorVJ

где т - величина инерционной массы, ц- коэффициент Пуассона, R - внешний радиус мембраны. Го - радиус опоры мембраны. Электрические зар ды, возникающие на поверхности ньезоэлемента, пропорциональны этим напр жени м, поэтому в центре и на периферии мембраны они будут различны по величине и знаку. Радиус г центрального металлизированного участка определ етс зоной изменени знака зар да, чему соответствует уравнение: /114 , (,,) In R/Га /. . . (I + |J.) П г/г/г,, / 1 ,1 -| 11/It I иf Т) I ( К1оУ - 1 + - Таким образом, на вход дифференциального усилител будут нодаватьс нанр жегаш разного знака, пропорционально действующему на датчик ускорени . Равенство входных сигналов устанавливаетс подстроечным конденсатором JL Дл увеличени чувствительности пьезоакселерометра в упругом элементе на радиусах наибольших напр жений сделаны р ды отверстий диаметром 0,5 мм. Чувствительность измерени определ етс пьезомодулем керамики, суммарной емкостью д дтчика и коэффициентом передачи дифференциального усилител . Так как пьезомодуль измен етс со временем и емкость пьезокерамики зависит от температуры и других факторов, необходима периодическа проверка датчика. Кроме того, по вл етс необходимость проверки работоспособности датчика , установленного на объекте. Дл этого 3 предлагаемом устройстве используетс калибровка канала измерени с учетом пьезомодул , емкости пьезокерамик1и коэффициента передачи усилител . Калибровку канала можно осуществить в любой момент времени включением тумблера 9. Он соедин ет источник посто нного напр жени с мультивибратором 3 и реле 10. В режиме калибровки часть пьезокерамики, в частности участок центрального круга 6, оказываетс подключенной к мультивибратору 3. Электрическа емкость пьезокерамиюи, об сл0вленна измерением диэлектрической проницаемости и температуры, определ ет частоту мультивибратора. Последн может быть измерена с высокой точностью на выходе дифференциального усилител 2. Предмет изобретени Устройство дл измерени вибрационных ускорений, содержащее дифференциальный усилитель, мультивибратор и пьезоакселерометр с цьезокерамикой, отличающеес тем, что, с целью повышени надежности измереНИН , металлизированна поверхность пьезокерамики .выполнена в виде двух гальванически изолированных участков, один из которых через контакты реле включен в cxeMV мультивибратора.

//7