UA12924U - 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 узгоджу вальних 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, С0О1Р 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 підсилювач заряду, а інший підсилювач напруги, використання п'єзоелементу у вигляді прямокутного паралелепіпеда з трьома парами електродів, дві з яких розташовані на гранях, що паралельні вектору поляризації Р, а третя розташована на гранях, що перпендикулярні вектору поляризації Р, електроди підключені до узгоджу вальних підсилювачів заряду та напруги таким чином, щоб утворювалися дві ланки зворотного зв'язку, при цьому вектор сили Е перпендикулярний 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 трьома парами електродів, причому дві пари -о електродів розташовані на гранях, які паралельні вектору поляризації Р, а третя пара електродів розташована на гранях, які перпендикулярні вектору поляризації Р, електроди, які розташовані на одній з граней, що паралельні вектору поляризації Р, під'єднані до входів підсилювача напруги та підсилювача заряду, електроди на протилежній грані підключені до загального проводу схеми та до виходу підсилювача заряду, електрод, що М розташований на одній з граней, що перпендикулярні вектору поляризації Р, під'єднаний до виходу підсилювача с напруги, а електрод на протилежній грані підключений до загального проводу схеми, а вектор сили ЕЕ прикладений до п'єзоелементу перпендикулярно вектору поляризації Р. о

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 « ю 2-27, 3-3/, 4-4/, пари 2-2! та 3-3! розташовані паралельно вектору поляризації Р, а пара 4-4! - перпендикулярно З вектору поляризації Р, та узгоджувальні підсилювачі заряду 5 та напруги 6. Електроди 2 та 2 під'єднані до с входу та виходу підсилювача заряду 5, електроди З та 4 під'єднані до входу та виходу підсилювача напруги 6, а :з» електроди 3 та 4/ підключені до загального проводу схеми. Вектор сили Е (механічної величини) прикладений до п'єзоелементу перпендикулярно вектору поляризації Р.

Перетворювач працює наступним чином. - При приложенні до п'єзоелементу сили Е на електродах 2 та З з'являється електричний заряд та електрична напруга. Заряд підсилюється підсилювачем 5 та подається на електрод 2, а напруга підсилюється корегуючим о підсилювачем 6 та подається на електрод 4, створюючи два ланцюги зворотного зв'язку |див. патенти України (се) Мо34316А та 34317А, С0111/16, (з01Р15/09, опубл. 15.02.01, Бюл. Мої, а також Пьезозлектрические преобразователи (Справочноеє пособие) / Шарапов В.М. и др. // Под ред. В.М. Шарапова. - Черкассь!: ЧГТУ, 2004. о - 4ЗБсі.

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

Приклад конкретного використання

У конкретному випадку використовувався п'єзоелемент з п'єзокераміки ЦТО-19 розміром 1О0х1О0х4Омм.

Електроди на п'єзоелементі розміром 10х1О0мм розташовані так, як показано на фіг. Підсилювачі зібрані на с мікросхемі К140УДВ.

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 бо температури 50-30. Вимірювалася відносна похибка 5 для перетворювача за схемою прототипу та за схемою перетворювача, що заявляється. Результати вимірів: - прототип: 5-2,190; - перетворювач, що заявляється: 5-1,32905. 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 трьома парами електродів, причому дві пари електродів розташовані на гранях, які паралельні вектору поляризації Р, а третя пара електродів розташована на гранях, які перпендикулярні вектору поляризації Р, електроди, які розташовані на одній з граней, що паралельні вектору поляризації Р, під'єднані до входів підсилювача напруги та підсилювача заряду, електроди на протилежній грані підключені до загального проводу схеми та до виходу підсилювача заряду, 70 електрод, що розташований на одній з граней, що перпендикулярні вектору поляризації Р, під'єднаний до виходу підсилювача напруги, а електрод на протилежній грані підключений до загального проводу схеми, а вектор сили Е прикладений до п'єзоелемента перпендикулярно вектору поляризації Р. що 2 « с (о) с ьо

   - . и? - іме) се) іме) с» 60 б5