UA12407U - Piezoelectric mechanical-electric transducer - Google Patents

Description

Опис винаходу

Корисна модель належить до вимірювальної техніки, та може використовуватися у промисловості та 2 лабораторній практиці.

Відомий п'єзоелектричний перетворювач механічних величин, що містить п'єзоелемент з електродами та два узгоджувальних підсилювачі, причому використовуються підсилювач заряду та підсилювач напруги див. Патент

України Мо34316А, 50111/16, С0О1Р15/09, опубл. 15.02.01, Бюл. Мо11.

Недоліком цього перетворювача є порівняно невисока точність вимірювання.

Відомий п'єзоелектричний перетворювач механічних величин, що містить п'єзоелемент з електродами та два узгоджувальних підсилювачі |див. Патент України Мо34317А, (3011 1/16, З0О1Р15/09, опубл. 15.02.01, Бюл. Мо11.

Недоліком цього перетворювача є порівняно невисока точність вимірювання.

Вказаний перетворювач найбільше близький по технічній сутності до того, який заявляється, і вибраний в якості прототипу. 19 В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення п'єзоелектричного перетворювача механічних величин шляхом використання двох узгоджувальних підсилювачів, один з яких підсилювач заряду, а інший підсилювач напруги, використання п'єзоелемента у вигляді прямокутного паралелепіпеда з чотирма парами електродів, дві з яких розташовані на гранях, що перпендикулярні вектору поляризації Р, а дві розташовані на гранях, що паралельні вектору поляризації Р, електроди підключені до узгоджувальних підсилювачів заряду та напруги таким чином, щоб утворювалися дві ланки зворотного зв'язку, при цьому вектор сили Е паралельний вектору поляризації Р.

П'єзоелектричний перетворювач механічних величин, що заявляється, містить п'єзоелемент з електродами та два узгоджувальних підсилювачі, один з яких підсилювач заряду, а інший підсилювач напруги.

П'єзоелектричний перетворювач механічних величин, що заявляється, відрізняється від прототипу тим, що 22 п'єзоєлемент виконаний у вигляді прямокутного паралелепіпеда з чотирма парами електродів, причому дві пари -о електродів розташовані на гранях, які паралельні вектору поляризації Р, а дві пари електродів розташовані на гранях, які перпендикулярні вектору поляризації Р, перший та другий електроди, які розташовані на одній з граней, що перпендикулярні вектору поляризації Р, під'єднані до виходу та входу підсилювача напруги, а електроди, що розташовані на протилежній грані і є проекціями першого та другого електродів, підключені до в загального проводу схеми, третій та четвертий електроди, які розташовані на одній з граней, що паралельні Га») вектору поляризації Р, під'єднані до входу та виходу підсилювача заряду, а вектор сили Е прикладений до п'єзоелемента паралельно вектору поляризації Р. З

Кожна з вказаних відмінних ознак є необхідною, а всі разом - достатніми для досягнення технічного Га результату. 3о Технічним результатом корисної моделі є підвищення точності вимірювання. --

Корисна модель пояснюється кресленнями, де: - на Фіг.показана електрична схема перетворювача, що пропонується.

Перетворювач містить п'єзоелемент 1 у вигляді прямокутного паралелепіпеда з чотирма парами електродів « 1-2, 3-3, 4-4, 5-5, пари 1-27, 3-3 розташовані перпендикулярно вектору поляризації Р, а пари 4-4, 5-5 З 40. паралельно вектору поляризації Р, та узгоджувальні підсилювачі заряду б та напруги 7. Електроди 2 та З с під'єднані до виходу та входу підсилювача напруги 7, електроди 4 та 5 під'єднані до входу та виходу

Із» підсилювача заряду б, а електроди 2' та 3 підключені до загального проводу схеми. Вектор сили Е (механічної величини) прикладений до п'єзоелемента паралельно вектору поляризації Р.

Перетворювач працює наступним чином.

При приложенні до п'єзоелемента сили Е на електродах З та 4 з'являється електричний заряд та електрична - напруга. Заряд підсилюється підсилювачем 6 та подається на електрод 5, а напруга підсилюється корегуючим ка підсилювачем 7 та подається на електрод 2, створюючи два ланцюги зворотного зв'язку |див. патенти України

Мо34316А та 34317А, С0111/16, (з01Р15/09, опубл. 15.02.01, Бюл. Мої, а також Пьезозлектрические шк преобразователи (Справочное пособие) / Шарапов В.М. и др. // Под ред. В.М.Шарапова. - Черкассь!: ЧГТУ, 2004.

ОО 0700 абс)

В зв'язку з тим, що використовуються два підсилювачі, якість охвату зворотним зв'язком краща, ніж для т одного підсилювача, що приводить до підвищення точності вимірювання.

Приклад конкретного використання.

У конкретному випадку використовувався п'єзоелемент з п'єзокераміки ЦТО-19 розміром 10 Х1О0Х4Омм. 99 Електроди на п'єзоелементі розміром 10х1О0мм розташовані так, як показано на Фіг.Підсилювачі зібрані на с мікросхемі К140УДВ8.

Перетворювач встановлювався на вібростенд 4805 фірми "ВгцеІ 8 Кіег" і піддавався впливу вібрації на частоті 100Гуц з прискоренням 19. Потім перетворювач за допомогою спеціального нагрівача нагрівався до температури 50-32. Вимірювалася відносна похибка 5 для перетворювача за схемою прототипу та за схемою 60 перетворювача, що заявляється.

Результати вимірів: - прототип: 5. -2,1905; - перетворювач, що заявляється: б5

Claims (1)

1. Формула винаходу П'єзоелектричний перетворювач механічних величин, що містить п'єзоелемент з електродами та два узгоджувальних підсилювачі, один з яких підсилювач заряду, а інший - підсилювач напруги, який відрізняється тим, що п'єзоелемент виконаний у вигляді прямокутного паралелепіпеда з чотирма парами електродів, причому дві пари електродів розташовані на гранях, які паралельні вектору поляризації Р, а дві пари електродів розташовані на гранях, які перпендикулярні вектору поляризації Р, перший та другий електроди, які розташовані на одній із граней, що перпендикулярні вектору поляризації Р, з'єднані з виходом та входом підсилювача напруги, а електроди, що розташовані на протилежній грані і є проекціями першого та другого електродів, підключені до загального проводу схеми, третій та четвертий електроди, які розташовані на одній із граней, що паралельні вектору поляризації Р, з'єднані з входом та виходом підсилювача заряду, а вектор сили ЕЕ прикладений до п'єзоелемента паралельно вектору поляризації Р. що 2 у «в) « с ьо

   - . и? - іме) щ» («в) що 60 б5