SU718789A1 - Пьезоэлектрический преобразователь ускорени - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к измерению параметров движени , в частности к акселерометрам с пьезоэлектрическими преобразовател ми .

Известные акселерометры с пьезоэлектрическими преобразовател ми имеют неравномерную амплитудно-частотную характеристику с сильно выраженным резонансом , что при измерении быстромен ющихс  ускорений приводит к значительным динамическим погрешност м. При измерении медленно мен ющихс  в широком диапазоне ускорений с одновременным требованием высокой чувствительности дл  перекрыти  всего диапазона измер емых ускорений приходитс  прибегать к использованию набора из нескольких пьезопреобразователей

1-3.

Наиболее близкое к изобретению техническое решение-акселерометр 3, содержащий консольно закрепленный в корпусе пьезоэлемент с электродами, инерционную массу, присоединенную к свободному концу пьезоэлемента, и усилитель, св занный с электродами.

Это устройство из-за сильно выраженной резонансной характеристики имеет ограниченный частотный диапазон измер емых ускорений.

Цель изобретени  - повышение динамической точности пьезоэлектрического преобразовател  ускорений.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в него введено корректирующее звено, включенное между выходом усилител  и дополнительными электродами, закрепленными на ньезоэлементе.

На фиг. 1 показан предлагаемый преобразователь; на фиг. 2-то же, вариант.

Преобразователь содержит корпус 1, пьезоэлемент 2, инерционную массу 3, основные электроды 4, 5, дополнительные компенсационные электроды 6, 7, усилитель 8 и корректирующее звено 9 обратной св зи.

Корректирующее звено представл ет собой, например, соединенные входными цеп ми дифференцирующую цепочку и инвертирующий усилитель, выходы которых подключены на соответствующие, входы сумматора .

В другом варианте устройства (фиг. 2) трубчатый пьезоэлемент 1, закрепленный в корпусе 2, имеет один сплошной цилиндрический внутренний электрод 3,  вл ющийс  общим дл  расположенных снаружи симметрично основного электрода 4 и компенсационного 5. Дл  уцрощени  графической части на фиг. 2 не показаны инерционна  масса, усилитель и корректирующее

звено обратной св зи.

Пьезоэлектрический преобразователь ускорени  работает следующим образом.

При по влении ускорени  (фиг. 1) инерционное усилие от инерционной массы 3 сжимает (раст гивает) пьезоэлемент 2. Вследствие поперечного пьезоэффекта на электродах 4 и 5 возникают электрические зар ды, создающие напр жение на входе усилител  8. Усиленный усилителем 8 сигнал через корректирующее звено обратной св зи 9 поступает на дополнительные корректирующие электроды б и 7 пьезоэлемента 2. Между электродами 6 и 7 возникает электрическое поле, которое вследствие обратного пьезоэффекта обеспечивает удлинение (сжатие) пьезоэлемента 2, реализу  тем самым отрицательную обратную св зь.

В результате при указанном выще корректирующем звене происходит как бы повыщение механической жесткости пьезоэлемента , и увеличение его собственной частоты (при соответствующем снижении коэффициента преобразовани ) и осуществл етс  дополнительное демпфирование пьезоэлемента . Корректирующее звено может быть выполнено многодиапазонным с различным функциональным набором корректирующих цепей и возможностью переключени  измерительного преобразовател  в целом на наиболее выгодный, с точки зрени  точностных параметров, ре шм работы.

Таким образом, происходит коррекци  амплитудно-частотной характеристики первичного преобразовател  и следовательно повыщение динамической точности, а также создаютс  услови  дл  расщирени  рабочего диапазона частот измер емых ускорений и улучшени  динамических характеристик всего измерительного преобразовател  в целом.

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР № 116713, кл. G 01Р 15/08, 1957.

2.Авторское свидетельство СССР № 119690, кл. G 01Р 15/08, 1958.

3.Гик Л. Д. Измерение вибраций. «Наука , Новосибирск, 1972, с. 189, 195 (прототип ) .