SU428233A1

SU428233A1 - SENSOR OF DYNAL1 EFFORTS

Info

Publication number: SU428233A1
Application number: SU1775932A
Authority: SU
Inventors: Ю. И. Воронов Е. Н. Афонии
Priority date: 1972-04-25
Filing date: 1972-04-25
Publication date: 1974-05-15

Description

Изобретение относитс к области при-боростроени и может быть применено лри измерении леременных усилий в конструкци х.The invention relates to the field of engineering and can be applied in the measurement of temporal forces in structures.

Известные датчики ди.на-мических усил-ий с пьезошай бами .не обладают достаточно высокой чувствительностью и не -имеют достаточной м еха на wecKO и пр оч и о сти.The well-known sensors of d.namatic amplifiers with piezo bai do not have sufficiently high sensitivity and do not have enough mex for wecKO and other information.

Предлагаемый датчик отличаетс от известных тем, что его корпус выполнен в виде пакета из тре.х иластии, средн из которых снабжена сквозными отверсти ми с размещенньши в них иакетамн пьезошайб, электроды которых объединены кольцевой шиной.The proposed sensor differs from the known ones in that its body is made in the form of a package of three elastics, the middle of which is provided with through-holes with piezo-shake iketamn, the electrodes of which are connected by an annular bus.

Tajvoe выполнение датчика повышает его чувствительность и мехалическую прочность. Tajvoe sensor performance enhances its sensitivity and mechalic strength.

На фиг. 1 представлена конструкци предлагае .мого датчика; на фйт. 2 - схема усталовки его в узле -кр.еилеии .FIG. 1 shows the structure of the proposed sensor; on fayt. 2 - the scheme of his salutation in the site-kr.eileii.

Датчик состоит из двух одинаковых металлнческих иластиш 1, обоймы 2, кольца 5, вл 1ои; ,егос корпусом датчика. В обой-ме 2 имеютс сквозные отверсти - гнезда, в которых помещены пакеты пьезокерамических пластии (пьезоэлементов) 4. В каждом пакете ньезоэлементамИ находитс электрод 5 из металла с малым модулем упругости, -например сви ца или меди.The sensor consists of two identical metallic silas 1, clips 2, ring 5, has 1; Its sensor housing. In the case of 2, there are through holes - sockets in which packages of piezoceramic plastia (piezoelements) 4 are placed. In each packet of the elements, there is an electrode 5 of metal with a small modulus of elasticity, for example, lead or copper.

Пьезоэлементы 4 замыкаютс на электрод 5 одноименно пол ризованными поверхност ми. Все электроды 5 от каждого пакета пьезоэлементов замыкаютс на общ1п1 электрод б, концы которого вывод тс на разъем 7, герметично укрепленный на кольце 3. Пластины У соединены между собой заклепками 8.The piezoelectric elements 4 are closed on the electrode 5 with the same polarized surfaces. All electrodes 5 from each package of piezoelectric elements are closed on a common electrode B, the ends of which are led to connector 7, hermetically mounted on ring 3. The plates I are interconnected by rivets 8.

Герметичность датчика достигаетс за счет плотной посадки заклепок 8 и про-кладок 9 и W, изготовленных из резины и устанавливаемых между кольцом 3 и пластиналп /.The tightness of the sensor is achieved due to the tight fit of the rivets 8 and the gaskets 9 and W made of rubber and installed between the ring 3 and the plate /.

Высота пакета пьезоэлементов 4 и электрода 5 на величину ,01-0,02 мм больше высоты обоймы 2. При сборке датчика за счет упругой деформации электрода 5 происходит выравнивание высот пьезокерами-ческих пакетов и обоймы. Суммарна л есткость пакета значительно меньше жесткости металлических пластин 1 и обоймы 2.The height of the package of piezoelectric elements 4 and electrode 5 is by an amount 01–0.02 mm greater than the height of casing 2. When assembling the sensor, due to the elastic deformation of electrode 5, the heights of the piezoceramic packages and casing are aligned. The total l stiffness of the package is significantly less than the rigidity of the metal plates 1 and the holder 2.

Различна жесткость пьезокерамических пакетов и металлических пластин позвол ет снизить нагрузки, действующие на пьезоэлементы датчика.The different stiffness of the piezoceramic bags and metal plates reduces the loads acting on the piezoelectric elements of the sensor.

Датчик уста1навливают в узле креплени . Резьбовое соединение зат гивают согласно нормам, прин тым дл дашюго узла механизма «ли конструкции.The sensor is mounted in the mount. The threaded connection is tightened according to the standards adopted for the design of the mechanism.

Установленный таким образом датчик в процессе работы исследуемого объекта воспринимает динамическое усилие, приход щее на данный узел креплени . Это усилие увеличивает или уменьшает начальные деформации сжати пьезоэлементов и в результате пьезоэлементы генерируют электрический зар д, пропорциональный приложенному усилию.The sensor installed in this way during the operation of the object under study perceives the dynamic force coming to this mount point. This force increases or decreases the initial compressive strain of the piezoelectric elements and, as a result, the piezoelectric elements generate an electric charge proportional to the applied force.

Величина динамического усили , воспринимаема льезоэлементами, зависит от соотношени жесткости пьезоэлементов и корпуса датчика . Соотношение указанных жесткостей и пьезоэлектрические свойства пьезоэлементов определ ют чувствительность датчика, величина которой устанавливаетс в результате калибровки датчика на калибровочном стенде, имеющем эталонный источник динамической силы.The magnitude of the dynamic force perceived by the ground elements depends on the ratio of the stiffness of the piezoelectric elements and the sensor body. The ratio of these stiffnesses and the piezoelectric properties of the piezoelectric elements determine the sensitivity of the sensor, the value of which is determined by calibrating the sensor on a calibration stand having a reference source of dynamic force.

Одноименный электрический сигнал со всех пьезоэлементов суммируетс на общем электроде н подаетс на выходной разъем, с которого затем подаетс па измерительный прибор.The electric signal of the same name from all the piezoelectric elements is summed at the common electrode and is fed to the output connector, from which it is then fed to a measuring device.

В зависимости от величины электрического сигнала, снимаемого с датчика, возможно предварительное усиление его до передачи сигнала на-измерительный усилитель.Depending on the size of the electrical signal taken from the sensor, it is possible to pre-amplify it before transmitting the signal to a measuring amplifier.

Предмет изобретени Subject invention

Датчик динамических усилий, содержащий корпус и пакеты пьезощайб с электрода-ми, отличающийс тем, что, с целью увеличени чувствительпост-и и механической прочности, корпус датчика выполнен в виде пакета из трех пластин, средн из кото1рых спабл ена сквозными отверсти ми с размещенными в них пакетами пьезошайб, электроды которых объединены общей кольцевой шиной.The dynamic force sensor, comprising a housing and piezoelectric bags with electrodes, characterized in that, in order to increase sensitivity and mechanical strength, the sensor body is made in the form of a package of three plates, the middle of which is filled with through holes these packages are piezo-washers, the electrodes of which are united by a common ring bus.

7Г1 VLH7Г1 VLH

ffff/f,ffff / f,