UA12898U - 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 узгоджувальні підсилювачі, причому використовуються підсилювач заряду та підсилювач напруги |див. Патент

України Мо34316 А, 5011 1/16, С0О1Р15/09, опубл. 15.02.01, Бюл. Мої).

Недоліком цього перетворювача є порівняно невисока точність вимірювання.

Відомий п'єзоелектричний перетворювач механічних величин, що містить п'єзоелемент з електродами та два узгоджувальні підсилювачі |див. Патент України Мо 34317 А, 5011 1/16, (30О1Р 15/09, 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 є підсилювач напруги, а інший - підсилювач заряду, використання п'єзоелемента у вигляді прямокутного паралелепіпеда з трьома парами електродів, дві пари електродів розташовані на гранях, що перпендикулярні до вектора поляризації Р, а третя пара електродів розташована на гранях, що паралельні до вектора поляризації Р, та підключені до узгоджувальних підсилювачів таким чином, щоб утворювалося дві ланки зворотного зв'язку, при цьому вектор сили Е паралельний вектору поляризації Р.

П'єзоелектричний перетворювач механічних величин містить п'єзоелемент з електродами та два узгоджувальні підсилювачі, один з яких підсилювач напруги, а другий підсилювач заряду.

Пропонований перетворювач відрізняється від прототипу тим, що п'єзоелемент виконаний у вигляді 29 прямокутного паралелепіпеда з трьома парами електродів, причому дві пари електродів розташовані на гранях, пт») які перпендикулярні до вектора поляризації Р, а третя пара електродів розташована на гранях, які паралельні до вектора поляризації Р, до електродів, що перпендикулярні вектору поляризації Р і розташовані на одній грані п'єзоелемента підключені вихід підсилювача напруги та вхід підсилювача заряду, а електроди на протилежній грані підключені до загального проводу схеми та виходу підсилювача заряду, до одного з со 30 електродів, що розташований на грані паралельно вектору поляризації Р, підключений вхід підсилювача Ге»! напруги, а електрод на протилежній грані підключений до загального проводу схеми, а вектор сили ЕЕ прикладений до п'єзоелемента паралельно вектору поляризації Р. со

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 трьома парами електродів « 2-2, 3-3, 4-47 та узгоджувальний підсилювач напруги 5 і узгоджувальний підсилювач заряду 6. Електроди 2-2 З 50 розташовані паралельно до вектора поляризації Р, а електроди 3-3, 4-4" розташовані перпендикулярно до с вектора поляризації Р. Входи узгоджувальних підсилювачів підключені до електродів 2", 4, виходи підключені до

Із» електродів З та 4", а загальний провід до електродів 2, 3. Вектор сили Е (механічної величини) прикладений до п'єзоелемента паралельно вектору поляризації Р.

Перетворювач працює наступним чином. 45 При дії на п'єзоелемент 1 сили Е на електродах 2' та 4 з'являється електричний заряд та електрична - напруга. Напруга з електрода 2" подається на підсилювач напруги 5, а заряд з електрода 4 подається на ка підсилювач заряду 6. Підсилена напруга з виходу підсилювача 5 подається на електрод 3, а напруга з виходу підсилювача 6 подається відповідно на електрод 4", створюючи два ланцюги зворотного зв'язку |див. патенти

Со України Мо34316 А та 34317 А, (3011 1/16, 501Р15/09, опубл. 15.02.01, Бюл. Мо1, а також Пьезозлектрические (Те) 20 преобразователи (Справочное пособиє) /Шарапов В.М. и др. /Под ред. В.М. Шарапова. -Черкассьі: ЧГТУ, 2004. -435с.|. со В зв'язку з тим, що використовуються два підсилювачі підключені таким чином, щоб утворювалось дві ланки зворотного зв'язку, якість охвату зворотним зв'язком краща, ніж для одного підсилювача, що приводить до підвищення точності вимірювання.

Приклад конкретного використання. с У конкретному випадку використовувався п'єзоелемент з п'єзокераміки ЦТО-19 розміром 10 х1Ох4Омм.

Електроди на п'єзоелементі розміром 10х1О0мм розташовані так, як показано на Фіг. Підсилювачі зібрані на мікросхемі КІ40УДВ.

Перетворювач встановлювався на вібростенд 4805 фірми "ВгОе! 5 Кіег" і піддавався впливу вібрації на 60 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 перетворювача, що заявляється. Результати вимірів: - прототип: 5 2,190; 65 - перетворювач що заявляється:

Claims (1)

1. Формула винаходу П'єзоелектричний перетворювач механічних величин, що містить п'єзоелемент з електродами та два узгоджувальні підсилювачі, один з яких підсилювач напруги, а другий - підсилювач заряду, який відрізняється тим, що п'єзоелемент виконаний у вигляді прямокутного паралелепіпеда з трьома парами електродів, причому дві пари електродів розташовані на гранях, які перпендикулярні до вектора поляризації, а третя пара електродів розташована на гранях, які паралельні до вектора поляризації, до електродів, що перпендикулярні вектору поляризації і розташовані на одній грані п'єзоелемента, підключені вихід підсилювача напруги та вхід 70 підсилювача заряду, а електроди на протилежній грані підключені до загального проводу схеми та виходу підсилювача заряду, до одного з електродів, що розташований на грані паралельно вектору поляризації, підключений вхід підсилювача напруги, а електрод на протилежній грані підключений до загального проводу схеми, а вектор сили прикладений до п'єзоелемента паралельно вектору поляризації. що 2 (ее) (о) (ее) с ьо

   - . и? - іме) (ее) се) ІЧ е) 60 б5