UA13499U - Electrical-to-mechanical 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 Мо34316 А, 011. 1/16, С 01 Р 15/09, опубл. 15.02.01, Бюл. Мо1).

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 Мо 34317 А, 5011 1/16, б 01 Р 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 перпендикулярні вектору поляризації Р, а третя розташована 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 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 перпендикулярні вектору поляризації Р, а третя пара електродів розташована на гранях, які паралельні вектору поляризації Р, електроди, які розташовані на одній з граней, що перпендикулярні вектору поляризації Р, під'єднані до входів підсилювачів напруги та заряду, причому один з електродів, що розташовані на протилежній грані, підключений до загального проводу схеми, другий до виходу о підсилювача заряду, електрод, який розташований на одній з граней, що паралельні вектору поляризації Р, Ге»! під'єднаний до виходу підсилювача напруги, а електрод на протилежній грані підключений до загального проводу схеми, а вектор сили Е прикладений до п'єзоелементу перпендикулярно вектору поляризації Р. М

Кожна з вказаних відмінних ознак є необхідною, а всі разом - достатніми для досягнення технічного со результату. 3о Технічним результатом винаходу 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!, 3-3/ розташовані перпендикулярно вектору поляризації Р, а пара 4-4! - паралельно 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 «» Мо34316 А та 34317 А, (011 11/16, БО1Р 15/09, 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 -435 с.

Ге) В зв'язку з тим, що використовуються два підсилювачі, якість охвату зворотним 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 100Гц з прискоренням Ід. 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: 5-1,47905. 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 перпендикулярні вектору поляризації, а третя пара електродів розташована на гранях, які паралельні вектору поляризації, електроди, які розташовані на одній з граней, що перпендикулярні вектору поляризації, під'єднані до входів підсилювачів напруги та заряду, причому один з електродів, що розташовані на протилежній грані, підключений до загального проводу схеми, другий - до виходу 70 підсилювача заряду, електрод, який розташований на одній з граней, що паралельні вектору поляризації, під'єднаний до виходу підсилювача напруги, а електрод на протилежній грані підключений до загального проводу схеми, а вектор сили прикладений до п'єзоелемента перпендикулярно вектору поляризації. що 2 (о) (о) « (зе) ьо

   - . и? - (95) щ» се) іЧе) 60 б5