SU673925A1 - Пьезоэлектрический датчик - Google Patents

Description

I ,

Изобретение отн оситс  к области измерительной техники, а более конкретно к пьезоэлектрическим датчикам.

Одной из актуальных задач, возникающих при натурных измерени х,  вл етс  контроль целостности чувствительных элементов датчиков. Это обусловлено тем, что при дистанционных измерени х обычно трудно установить, чем вызвано изменение полезного сигнала датчика :- изменение параметров измер емого процесса или частичным разрушением чувствительного элемента датчика. Поэтому в р де случаев, особенно при воздействии интенсивных дестабилизирующих факторов, возможно получение недостоверной информации.

Проверка целостности чувствительных элементов датчиков осуществл етс , как правило, при помощи встроенных устройств калибровки.

В известных пьезоэлектрических датчиках операци  калибровки осуществл етс  введением дополнительных конструктивных элементов. Так, например, известен датчик, в котором дл  калибровки используетс  металлический шарик, привод щийс  в движение электромагнитом. Механическое воздействие шарика на пьезоэлемент приводит к деформации пьезоэлемента и возникновению на выходе датчика электрического сигнала определенной величины 1.

Известен также способ калибровки такта измерений параметров вибрации, состо щего из последовательного соединенных пьезодатчика , преобразовател , регистратора и генератора, в котором дл  калибровки используетс  втора  дополнительна  пьезопластина , установленна  в пьезодатчике 2. В этом датчике при подаче на дополнительную пьезопластину переменного напр жени  с генератором в ней возбуждаютс  механические колебани , передаваемые на рабочую пластину. По сигналам рабочей пластины суд т о работоспособности датчика и его метрологических характеристиках.

Указанные пьезоэлектрические датчики позвол ют получить необходимую информацию о их работоспособности и метрологи0 ческих характеристиках только в момент проведени  калибровки.

Claims (3)

1. Наиболее близким по технической сущности  к изобретению  вл етс  пьезоэлектрический датчик, содержащий корпус, чувствительный элемент в виде пьезоэлектрической пластины с нанесенным на ее поверхность токо про вод щим слоем и токовыводы 3. Калибровочное устройство в этом датчике выполнено в виде нагревательного элемента , установленного у одной из поверхностей пьезоэлемента. Пьезодатчик калибруетс  методом воздействи  тока на нагревательный элемент и сравнением выходного напр жени  датчика с аналогичным напр жением, полученным при механической калибровке датчика. Однако этот датчик обладает р дом недостатков , к числу которых относ тс : а)невозможность осуществлени  посто нного контрол  целостности датчика в процессе проведени  измерений и фиксации момента разрушени  датчика; б)невозможность регистрации частичного разрущени  пьезоэлемента датчика (сколы, микротрещины и т. п.); в)потер  полезной информации при проведении контрол  работоспособности датчика в процессе измерений; г)получение «ложной информации при частичном разрущении пьезодатчика в процессе измерений. Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности измерений. Это достигаетс  тем, что предлагаемый пьезоэлектрический датчик снабжен токопровод щей шиной, соединенной с токовыводами , жестко закрепленной по краю пьезоэлектрической пластины и отделенной от нее слоем диэлектрика. Конструкци  предлагаемого пьезодатчика представлена на фиг. 1, 2. Пьезоэлектрический датчик состоит из следующих элементов корпуса 1, пьезопластины 2, токопровод шего сло  3, токовыводов 4-7, сло  диэлектрика 8, токопровод щей шины 9. Токопровод ща  шина и диэлектрик изготавливают методом напылени . .Токопровод ща  шина выполнена из резистивного материала, например, типа «кермет PC-3710. Пьезоэлектрический датчик работает еле дующим образом. При механических колебани х объекта, на котором установлен пьезодатчик , под действием инерционных сил про исходит деформаци  основани  корпуса и пьезопластины. Полученный при этом сигнал поступает на токовыводы 6, 7. Если токовыводы 4, 5 токопровод шей шины включены последовательно в измерительную цепь регистратора, то при частичном или полном нарушении целостности пьезопластины происходит полное прекращение информации . В случае, когда необходимо только зафиксировать момент частичного разрущени  пьезопластины без прекращени  поступлени  полезных сигналов с токовыводов 6, 7 токовыводы 4, 5, подключают к контрольной цепи сигнального устройства регистратора . При частичном разрушении пьезопластины 2 датчика - сколе, локальной трещине - происходит обрыв тсжопровод щей шины 9, сопротивление контрольной цепи резко возрастает и сигнальное устройство выдает электрический импульс, по которому суд т о моменте частичного разрушени . Выполнение токопровод щей шины 9 из резистивного материала позвол ет нар ду с контролем целостности датчика осуществл ть и его калибровку методо.м теплового воздействи . Дл  этого через токопровод шую шину пропускаетс  импульс электрического тока, который приводит к нагреву шины, а следовательно и пьезопластины 2. Электрический сигнал отклика, обусловленный пироэффектом пьезопластины, поступает на токовыводы 6, 7. Формула изобретени  Пьезоэлектрический датчик, содержащий корпус, чувствительный элемент в виде пьезоэлектрической пластины с нанесенным на ее поверхность окопровод щим слоем и токовыводы , отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности измерений, он снабжен токопровод щей шиной, соединенной с токовыводами, жестко закрепленной по краю пьезоэлектрической пластины и отделенной от нее слоем диэлектрика. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 344359, кл. G 01 Р 21/00, 1972.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 296038, кл.О 01 Н 11/00, 1971.
3. 3.Авторское свидете/тьство СССР № 502333, кл. G 01 Р 15/08 1974.

   -fUS

   6

   XXXAA,Ч/ Ч7ЧЛ

   ХХХХХХХХЛЛ У

   -fg 7

   7