SU918857A1 - Piezoelectric acceleration meter - Google Patents
Piezoelectric acceleration meter Download PDFInfo
- Publication number
- SU918857A1 SU918857A1 SU802867586A SU2867586A SU918857A1 SU 918857 A1 SU918857 A1 SU 918857A1 SU 802867586 A SU802867586 A SU 802867586A SU 2867586 A SU2867586 A SU 2867586A SU 918857 A1 SU918857 A1 SU 918857A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- membrane
- accelerometer
- piezoelectric
- cylinders
- cylinder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Description
(72) Авторы изобретения(72) The inventors
Н. Л.Закс и В.И.Зархин (71) ЗаявительN. L. Zaks and V.I. Zarkhin (71) Applicant
(54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АКСЕЛЕРОМЕТР(54) PIEZO ELECTRIC ACCELEROMETER
Изобретение относится к измерению· параметров движения, в частности к пьезоэлектрическим акселерометрам, и может быть использовано для измерения параметров вибраций.The invention relates to the measurement of · motion parameters, in particular to piezoelectric accelerometers, and can be used to measure vibration parameters.
Известны пьезоэлектрические аксе- 5 лерометры с пьезоэлементами, установленными между инерционной массой и корпусом (1) и [2].Known piezoelectric akse- 5 lerometry with piezo elements mounted between the inertial mass and the housing (1) and [2].
Известные акселерометры имеют относительно низкую чувствительность и подвержены влиянию боковых ускорений. Пьезоэлектрические акселерометры с консольными чувствительными элементами обладают относительно низкой ударной прочностью и ограниченным 1 частотным диапазоном работы.Known accelerometers have a relatively low sensitivity and are affected by lateral accelerations. Piezoelectric accelerometers with cantilever sensors have a relatively low impact strength and a limited 1 frequency range of operation.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является акселерометр, содержащий закрепленный в корпусе посредством стержня чувствительный элемент, выполненный в виде инерционной массы, размещенной по периферии плоской {мембраны,. пьезоэлектрического элемента, установленного на мембране·, центральная часть которой жестко скреплена со стержнем [3].The closest in technical essence and the achieved result is an accelerometer containing a sensing element fixed in the housing by means of a rod, made in the form of an inertial mass located on the periphery of a flat {membrane. a piezoelectric element mounted on a membrane ·, the central part of which is rigidly bonded to the rod [3].
Цель изобретения - повышение чувствительности акселерометра.The purpose of the invention is to increase the sensitivity of the accelerometer.
Для достижения цели в акселерометре инерционная масса выполнена в виде двух полых соосных цилиндров, имеющих равные по толщине стенки и расположенных с противоположных сторон мембраны, причем, по крайней мере, один из цилиндров является пьезч* элементом, а толщина мембраны t связана со средним радиусом пьезоэлемента Rep и толщиной сА стенки цилиндра соотношением t < S 3Rppd4 · . На фиг. 1 представлена упрощенная конструктивная схема пьезоэлектрического акселерометра; на фиг. 2 - вариант акселерометра с двумя пьезоэлементами.To achieve the goal in the accelerometer, the inertial mass is made in the form of two hollow coaxial cylinders having equal wall thickness and located on opposite sides of the membrane, and at least one of the cylinders is a piezo * element, and the membrane thickness t is connected with the average radius of the piezoelectric element Rep and thickness сА of the cylinder wall with the relation t <S 3Rppd4 ·. In FIG. 1 shows a simplified structural diagram of a piezoelectric accelerometer; in FIG. 2 - version of the accelerometer with two piezoelectric elements.
Акселерометр содержит основание 1, инерционную массу в виде двух ци*The accelerometer contains a base 1, the inertial mass in the form of two qi *
91 линдров 2 и 3, установленных на противоположных схоронах мембраны 4 из упругого материала и жестко скрепленных с ней торцами. Мембрана 4 жестко связана по центру с основанием. Основание 1, в зависимости от способа закрепления на объекте измерения, может быть выполнено либо сплошным (фиг. 1), либо в виде цилиндрической трубки (фиг.· 2), соосно установленной с цилиндрами 2 и 3. Цилиндр 2 выполнен из п.ьезокерамики. Акселерометр снабжен защитным кожухом 5.91 cylinders 2 and 3, mounted on the membrane 4 opposite to the burials of elastic material and rigidly fastened with ends. Membrane 4 is rigidly connected in the center to the base. The base 1, depending on the method of fixing on the measurement object, can be either solid (Fig. 1), or in the form of a cylindrical tube (Fig. · 2), coaxially mounted with cylinders 2 and 3. Cylinder 2 is made of ceramic. . The accelerometer is equipped with a protective casing 5.
Акселерометр работает следующим об>/ 4 рометра при увеличении его чувствительности .The accelerometer works as follows about> 4 meters with an increase in its sensitivity.
На фиг. 2 представлена упрощенная конструктивная схема акселерометра, в которой инерционная масса выполнена целиком из пьезокерамики и состоит из двух пьезокерамических цилиндров/ Симметрично закрепленных на обоих сторонах мембраны, выполненной, например, из титана.In FIG. Figure 2 shows a simplified structural diagram of an accelerometer in which the inertial mass is made entirely of piezoceramics and consists of two piezoceramic cylinders / Symmetrically fixed on both sides of a membrane made, for example, of titanium.
Кроме повышения чувствительности при измерении ускорения, конструкция чувствительного элемента позволяет уменьшить массу и габариты предлагаемого акселерометра.In addition to increasing sensitivity when measuring acceleration, the design of the sensitive element allows to reduce the mass and dimensions of the proposed accelerometer.
разом.at once.
При наличии ускорения W (фиг.2) происходит симметричный изгиб мембраны 4 за счет возникновения инерционной силы, нормальной к поверхности мембраны и равномерно распределенной по площади контура ее закрепления. Поскольку внешний контур мембраны 4 жестко связан с торцами цилиндров 2 и 3, то он лишен возможности поворота при изгибе мембраны, т.е. мембрану 4 можно рассматривать как жестко защемленную по внешнему контуру, а действие инерционной силы - распределенной по этому контуру .In the presence of acceleration W (Fig. 2), a symmetrical bending of the membrane 4 occurs due to the inertial force normal to the surface of the membrane and uniformly distributed over the area of its fastening contour. Since the outer contour of the membrane 4 is rigidly connected with the ends of the cylinders 2 and 3, it is deprived of the possibility of rotation when the membrane is bent, the membrane 4 can be considered as rigidly clamped along the external contour, and the action of the inertial force is distributed along this contour.
Изгиб мембраны приводит к возникновению в цилиндре дополнительных механических напряжений, которые максимальны на границе соединения цилиндра с мембраной и уменьшаются по высоте цилиндра.Bending of the membrane leads to the appearance of additional mechanical stresses in the cylinder, which are maximum at the interface between the cylinder and the membrane and decrease along the height of the cylinder.
В конструкции акселерометра соотношение геометрических параметров мембраны 4 и цилиндров 2, 3, обусловливает значительное превышение тангенциальных напряжений б Τ' (фиг. 2) в пьезоэлементе над нормальными^, что и обеспечивает увеличение чувствительности при измерении ускорений.In the design of the accelerometer, the ratio of the geometric parameters of the membrane 4 and cylinders 2, 3, causes a significant excess of the tangential stresses b б '(Fig. 2) in the piezoelectric element over normal ^, which provides an increase in sensitivity when measuring accelerations.
Для этого толщина мембраны t выбирается из условия t < гдеFor this, the membrane thickness t is selected from the condition t <where
Rtp - средний радиус цилиндра 3, 0^ - толщина стенки цилиндра.Rtp is the average radius of the cylinder 3, 0 ^ is the wall thickness of the cylinder.
Минимальная же толщина мембраны ограничена ее прочностью и резонансной частотой, которая должна быть выше рабочей частоты акселерометра. Уменьшая толщину мембраны, возможно уменьшить инерционную массу акселе-The minimum membrane thickness is limited by its strength and resonant frequency, which should be higher than the operating frequency of the accelerometer. By reducing the thickness of the membrane, it is possible to reduce the inertial mass of the accelerator
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802867586A SU918857A1 (en) | 1980-01-09 | 1980-01-09 | Piezoelectric acceleration meter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802867586A SU918857A1 (en) | 1980-01-09 | 1980-01-09 | Piezoelectric acceleration meter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU918857A1 true SU918857A1 (en) | 1982-04-07 |
Family
ID=20871324
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU802867586A SU918857A1 (en) | 1980-01-09 | 1980-01-09 | Piezoelectric acceleration meter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU918857A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998008102A2 (en) * | 1996-08-23 | 1998-02-26 | Bang & Olufsen Technology A/S | An accelerometer |
-
1980
- 1980-01-09 SU SU802867586A patent/SU918857A1/en active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998008102A2 (en) * | 1996-08-23 | 1998-02-26 | Bang & Olufsen Technology A/S | An accelerometer |
WO1998008102A3 (en) * | 1996-08-23 | 1998-04-23 | Bang & Olufsen Tech As | An accelerometer |
US6209395B1 (en) | 1996-08-23 | 2001-04-03 | Bang & Olufsen Technology A/S | Accelerometer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8616054B2 (en) | High-resolution digital seismic and gravity sensor and method | |
CA2307364C (en) | Piezoelectric accelerometer with laterally stabilizing element | |
RU2509320C1 (en) | Digital composite vector receiver with synthesised channels | |
SU918857A1 (en) | Piezoelectric acceleration meter | |
US6269698B1 (en) | Vibrating beam force sensor | |
US4255973A (en) | Digital pressure transducer for use at high temperatures | |
US20040016307A1 (en) | Vibration isolation mechanism for a vibrating beam force sensor | |
JP3368744B2 (en) | Vibration acceleration sensor | |
CN105675919A (en) | Low-frequency accelerometer based on fiber grating | |
JP2856748B2 (en) | Method of measuring vibration propagating in a substance and vibration pickup | |
RU180986U1 (en) | Vibration linear acceleration sensor | |
RU137619U1 (en) | FREQUENCY MICROMECHANICAL ACCELEROMETER | |
JPS58219414A (en) | Karman's vortex street flowmeter | |
RU62710U1 (en) | VIBRATION SENSOR | |
SU1343368A1 (en) | Geophone | |
RU2076341C1 (en) | Geophone | |
SU779885A1 (en) | Frequency-output vibroacceleration sensor | |
SU1500844A1 (en) | Weight-measuring device | |
RU2331076C1 (en) | Vibration sensor | |
SU1742732A1 (en) | Measuring vibration converter | |
SU1744522A1 (en) | Force gage | |
SU934389A1 (en) | Piezoelectric accelerometer | |
SU871076A1 (en) | Acceleration pickup with frequency output | |
RU2017160C1 (en) | Piezoelectric accelerometer | |
SU1038902A1 (en) | Vertical geophone |