RU185577U1 - PIEZE ELEMENT STUDY - Google Patents

PIEZE ELEMENT STUDY Download PDF

Info

Publication number
RU185577U1
RU185577U1 RU2018123103U RU2018123103U RU185577U1 RU 185577 U1 RU185577 U1 RU 185577U1 RU 2018123103 U RU2018123103 U RU 2018123103U RU 2018123103 U RU2018123103 U RU 2018123103U RU 185577 U1 RU185577 U1 RU 185577U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
piezoelectric element
load
housing
rod
base
Prior art date
Application number
RU2018123103U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Алексеевич Савин
Николай Васильевич Комаров
Роман Николаевич Поляков
Алексей Васильевич Внуков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени И.С. ТУРГЕНЕВА" (ОГУ им. И.С. Тургенева)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени И.С. ТУРГЕНЕВА" (ОГУ им. И.С. Тургенева) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени И.С. ТУРГЕНЕВА" (ОГУ им. И.С. Тургенева)
Priority to RU2018123103U priority Critical patent/RU185577U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU185577U1 publication Critical patent/RU185577U1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/22—Measuring piezoelectric properties

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области учебного лабораторного оборудования и может быть использована в учебном процессе для исследования пьезоэлементов. Установка для исследования пьезоэлемента содержит корпус, выполненный в виде установленной вертикально на основании цилиндрической детали с осевым отверстием, а также груз, смонтированный на конце штока. Исследуемый пьезоэлемент размещается на основании в отверстии корпуса. Установка также содержит добавочные грузы, шайбу и пластину, зафиксированные на грузе с помощью штока, датчик перемещения, смонтированный на стойке, установленной на основании. Груз смонтирован на нижнем конце штока и размещен на пьезоэлементе в отверстии корпуса, в котором груз размещен с возможностью перемещения вдоль оси отверстия. Технический результат заключается в расширении возможностей установки для исследования пьезоэлемента за счет обеспечения возможности определения зависимости усилия, создаваемого пьезоэлементом от его деформации при разных значениях напряжения, подаваемого на пьезоэлемент. 1 ил.The utility model relates to the field of educational laboratory equipment and can be used in the educational process for the study of piezoelectric elements. Installation for the study of the piezoelectric element contains a housing made in the form of a vertically mounted base of a cylindrical part with an axial hole, as well as a load mounted on the end of the rod. The investigated piezoelectric element is placed on the base in the opening of the housing. The installation also contains additional weights, a washer and a plate fixed on the load with the help of a rod, a displacement sensor mounted on a rack mounted on the base. The load is mounted on the lower end of the rod and placed on the piezoelectric element in the hole of the housing, in which the load is placed with the possibility of movement along the axis of the hole. The technical result consists in expanding the capabilities of the installation for studying the piezoelectric element by providing the possibility of determining the dependence of the force generated by the piezoelectric element on its deformation at different values of the voltage supplied to the piezoelectric element. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области учебного лабораторного оборудования и может быть использована в учебном процессе для исследования пьезоэлементов.The utility model relates to the field of educational laboratory equipment and can be used in the educational process for the study of piezoelectric elements.

В качестве прототипа данной полезной модели выбрана установка для исследования пьезоэлемента, содержащая корпус, выполненный в виде цилиндрической детали с осевым отверстием, которая установлена вертикально на основании, в котором выполнено отверстие, соосное с отверстием корпуса, груз, смонтированный на верхнем конце штока, установленного в отверстии основания, при этом нижний конец штока размещен на пьезоэлементе, расположенном на основании в отверстии корпуса (Чесноков, Д.В. 4-51 Физические основы получения информации [Текст]: сб. лаборат.работ / Д.В. Чесноков, В.В. Чесноков. - Новосибирск: СГГА, 2007. - 86 с. - С. 13.).As a prototype of this utility model, a setup for researching a piezoelectric element is selected, comprising a housing made in the form of a cylindrical part with an axial hole, which is mounted vertically on the base in which a hole is made, coaxial with the hole of the housing, a load mounted on the upper end of the rod installed in the hole of the base, while the lower end of the rod is placed on the piezoelectric element located on the base in the hole of the housing (Chesnokov, DV 4-51 Physical basis for obtaining information [Text]: Sat. at.rabot / DV Tchesnokov, V. Garlic - Novosibirsk. SCSA, 2007. - 86 - 13. C.)..

Недостатком данного устройства является невозможность определения зависимости усилия, создаваемого пьезоэлементом от его деформации при разных значениях напряжения, подаваемого на пьезоэлемент, которая отражает работу пьезоэлемента в случае применения его в качестве осевого или поперечного актюатора.The disadvantage of this device is the inability to determine the dependence of the force generated by the piezoelectric element on its deformation at different values of the voltage supplied to the piezoelectric element, which reflects the operation of the piezoelectric element if it is used as an axial or transverse actuator.

Техническая задача, которую решает данная полезная модель - обеспечение возможности определения зависимости усилия, создаваемого пьезоэлементом, от его деформации при разных значениях напряжения, подаваемого на пьезоэлемент.The technical problem that this utility model solves is the possibility of determining the dependence of the force generated by the piezoelectric element on its deformation at different values of the voltage supplied to the piezoelectric element.

Поставленная задача достигается тем, что установка для исследования пьезоэлемента, содержащая корпус, выполненный в виде цилиндрической детали с осевым отверстием, которая установлена вертикально на основании, груз, смонтированный на конце штока, пьезоэлемент, размещенный на основании в отверстии корпуса. Согласно полезной модели установка содержит добавочные грузы, шайбу и пластину, зафиксированные на грузе с помощью штока, датчик перемещения, смонтированный на стойке, установленной на основании, при этом груз смонтирован на нижнем конце штока и размещен на пьезоэлементе в отверстии корпуса, в котором груз размещен с возможностью перемещения вдоль оси отверстия.This object is achieved in that the installation for the study of the piezoelectric element, comprising a housing made in the form of a cylindrical part with an axial hole, which is mounted vertically on the base, a load mounted on the end of the rod, a piezoelectric element placed on the base in the hole of the housing. According to a utility model, the installation contains additional weights, a washer and a plate fixed on the load using the rod, a displacement sensor mounted on a stand mounted on the base, while the load is mounted on the lower end of the rod and placed on a piezoelectric element in the opening of the housing in which the load is placed with the ability to move along the axis of the hole.

Технический результат применения данного устройства заключается в расширении возможностей установки для исследования пьезоэлемента за счет обеспечения возможности определения зависимости усилия, создаваемого пьезоэлементом от его деформации при разных значениях напряжения, подаваемого на пьезоэлемент.The technical result of the use of this device is to expand the capabilities of the installation for the study of the piezoelectric element by providing the ability to determine the dependence of the force generated by the piezoelectric element from its deformation at different values of the voltage supplied to the piezoelectric element.

Сущность полезной модели поясняется чертежом.The essence of the utility model is illustrated in the drawing.

На чертеже изображена общая схема установки для исследования пьезоэлемента.The drawing shows a General diagram of an installation for the study of a piezoelectric element.

Установка для исследования пьезоэлемента содержит корпус 1, выполненный в виде цилиндрической детали с осевым отверстием, которая установлена вертикально на основании 2, пьезоэлемент 3, размещенный на основании 2 в отверстии корпуса 1, шток 4, на нижнем конце которого смонтирован груз 5, размещенный на пьезоэлементе 3 и входящий в отверстие корпуса 1, добавочные грузы 6, шайбу 7 и пластину 8, последовательно зафиксированные на грузе 5 штоком 4, стойка 9, установленная на основании 2, датчик 10 перемещения, смонтированный на стойке 9, управляемый источник 11 напряжения, подключенный к пьезоэлементу 3. Положение датчика 10 на стойке 9 зависит от типа применяемого датчика 10, который устанавливают таким образом, чтобы определять перемещение пластины 8, равное деформации пьезоэлемента 3. Датчик 10 представлен индикатором часового типа, измерительный шток 12 которого контактирует с пластиной 8, а ось штока 12 соосна с осью пьезоэлемента 3. Груз 5 охвачен корпусом 1 частично, а отверстие в корпусе 1 выполнено как направляющая для перемещения груза 5, который размещен в данном отверстии по посадке с зазором, с возможностью перемещения вдоль оси в верхней части корпуса 1. При этом форма поперечного сечения отверстия в корпусе 1 и части груза, расположенного в корпусе 1 совпадают.The installation for the study of the piezoelectric element contains a housing 1 made in the form of a cylindrical part with an axial hole that is mounted vertically on the base 2, a piezoelectric element 3 placed on the base 2 in the hole of the housing 1, a rod 4, on the lower end of which a load 5 is mounted on the piezoelectric element 3 and included in the opening of the housing 1, additional weights 6, the washer 7 and the plate 8, sequentially fixed to the load 5 by the rod 4, the strut 9 mounted on the base 2, the displacement sensor 10 mounted on the strut 9, controlled by nickname 11 of the voltage connected to the piezoelectric element 3. The position of the sensor 10 on the rack 9 depends on the type of sensor 10 used, which is set so as to determine the movement of the plate 8 equal to the deformation of the piezoelectric element 3. The sensor 10 is represented by a dial gauge, the measuring rod 12 of which is in contact with a plate 8, and the axis of the rod 12 is aligned with the axis of the piezoelectric element 3. The load 5 is partially covered by the housing 1, and the hole in the housing 1 is made as a guide for moving the load 5, which is placed in this hole for landing rum, movable axially in the upper housing 1. In this cross sectional shape of the holes in the housing 1 and part of the load located in the housing 1 are the same.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Перед началом проведения исследования, исследуемый пьезоэлемент 3 устанавливают в отверстие корпуса 1 и подключают к источнику 11 напряжения, после чего груз 5 размещают в отверстии корпуса 1 на пьезоэлементе 3. На грузе 5 устанавливают шток 4, пластину 8 и шайбу 7.Before starting the study, the investigated piezoelectric element 3 is installed in the hole of the housing 1 and connected to the voltage source 11, after which the load 5 is placed in the hole of the housing 1 on the piezoelectric element 3. On the load 5, the rod 4, plate 8 and washer 7 are installed.

Далее на пьезоэлемент 3 подают установленное параметрами исследования напряжение от источника 11 напряжения. После выполнения данных действий переходят к определению значений для построения зависимости усилия, создаваемого пьезоэлементом 3 от его деформации, для чего производят ряд экспериментов с поэтапным увеличением массы нагрузки, приложенной к пьезоэлементу 3, которая равна сумме масс груза 5, штока 4, шайбы 7, пластины 8 и установленных добавочных грузов 6. Первый эксперимент производят без добавочных грузов 6, а последний эксперимент с массой нагрузки, при которой деформация пьезоэлемента 3 равна нулю.Next, the piezoelectric element 3 is supplied with the voltage set by the research parameters from the voltage source 11. After completing these steps, they proceed to determine the values for constructing the dependence of the force created by the piezoelectric element 3 on its deformation, for which a series of experiments are carried out with a phased increase in the load mass applied to the piezoelectric element 3, which is equal to the sum of the masses of the load 5, rod 4, washer 7, plate 8 and the installed additional weights 6. The first experiment is carried out without additional weights 6, and the last experiment with the load mass at which the deformation of the piezoelectric element 3 is equal to zero.

Принцип работы установки состоит, в том, что пьезоэлемент 3 под действием напряжения от источника 11 напряжения деформируется (удлиняется) до того момента, пока создаваемое им усилие не будет равно силе тяжести массы нагрузки. Таким образом, в каждом эксперименте для каждой заранее известной массы нагрузки определяют с помощью датчика 10 удлинение пьезоэлемента 3. После проведения всех экспериментов на основе полученных данных определяют функциональную зависимость усилия, создаваемого пьезоэлементом 3 от его деформации при конкретном значении напряжения, подаваемого от источника 11 напряжения на пьезоэлемент 3. Далее снимают добавочные грузы 6 со штока 4, отсоединяют источник 11 напряжения от пьезоэлемента 3, после чего испытание считается оконченным.The principle of operation of the installation is that the piezoelectric element 3 under the action of voltage from the voltage source 11 is deformed (lengthened) until the force created by it is equal to the gravity of the load mass. Thus, in each experiment, for each predetermined load mass, the elongation of the piezoelectric element 3 is determined using the sensor 10. After all experiments, the functional dependence of the force generated by the piezoelectric element 3 on its deformation at a specific voltage value supplied from the voltage source 11 is determined on the piezoelectric element 3. Next, remove additional loads 6 from the rod 4, disconnect the voltage source 11 from the piezoelectric element 3, after which the test is considered complete.

Claims (1)

Установка для исследования пьезоэлемента, содержащая корпус, выполненный в виде установленной вертикально на основании цилиндрической детали с осевым отверстием, выполненным с возможностью размещения исследуемого пьезоэлемента на основании в отверстии корпуса, а также груз, смонтированный на конце штока, отличающаяся тем, что она содержит добавочные грузы, шайбу и пластину, зафиксированные на грузе с помощью штока, датчик перемещения, смонтированный на стойке, установленной на основании, при этом груз смонтирован на нижнем конце штока и размещен на пьезоэлементе в отверстии корпуса, в котором груз размещен с возможностью перемещения вдоль оси отверстия.Installation for researching a piezoelectric element, comprising a housing made in the form of a vertically mounted base on a cylindrical part with an axial hole made with the possibility of placing the studied piezoelectric element on the base in the opening of the housing, as well as a load mounted on the end of the rod, characterized in that it contains additional loads , a washer and a plate fixed to the load using the rod, a displacement sensor mounted on a rack mounted on the base, while the load is mounted on the lower end of the rod and placed on the piezoelectric element in the opening of the housing, in which the load is placed with the possibility of movement along the axis of the hole.
RU2018123103U 2018-06-25 2018-06-25 PIEZE ELEMENT STUDY RU185577U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018123103U RU185577U1 (en) 2018-06-25 2018-06-25 PIEZE ELEMENT STUDY

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018123103U RU185577U1 (en) 2018-06-25 2018-06-25 PIEZE ELEMENT STUDY

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU185577U1 true RU185577U1 (en) 2018-12-11

Family

ID=64754230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018123103U RU185577U1 (en) 2018-06-25 2018-06-25 PIEZE ELEMENT STUDY

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU185577U1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1111096A1 (en) * 1980-05-21 1984-08-30 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт По Разработке Неразрушающих Методов И Средств Контроля Качества Материалов Piezoelement parameter meter
SU1205073A1 (en) * 1982-07-16 1986-01-15 Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции Apparatus for measuring piezoelectric modulus
US4668909A (en) * 1984-05-04 1987-05-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Piezoelectric material testing method and apparatus
US5915267A (en) * 1997-12-09 1999-06-22 Daewoo Electronics Co., Ltd. Method for measuring piezoelectric constant of thin film shaped piezoelectric material

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1111096A1 (en) * 1980-05-21 1984-08-30 Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт По Разработке Неразрушающих Методов И Средств Контроля Качества Материалов Piezoelement parameter meter
SU1205073A1 (en) * 1982-07-16 1986-01-15 Киевский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции Apparatus for measuring piezoelectric modulus
US4668909A (en) * 1984-05-04 1987-05-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Piezoelectric material testing method and apparatus
US5915267A (en) * 1997-12-09 1999-06-22 Daewoo Electronics Co., Ltd. Method for measuring piezoelectric constant of thin film shaped piezoelectric material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mandal et al. Buckling of thin cylindrical shells under axial compression
Greenwood Contact between an axisymmetric indenter and a viscoelastic half-space
CN104237018B (en) Method for testing stress-strain of composite propellant under condition of intermediate strain rate
Nguyen et al. A new foundation model for dynamic analysis of beams on nonlinear foundation subjected to a moving mass
CN103134721A (en) Dynamic triaxial testing machine servo-driven by electric cylinder
RU185577U1 (en) PIEZE ELEMENT STUDY
Chen et al. Cyclic stress-strain behavior of structural steel with yieldstrength up to 460 N/mm 2
CN102519798B (en) Device and method for measuring stiffness of canted coil spring
JP5852981B2 (en) Evaluation Method of Impact Bending / Shearing Properties of Materials
RU2584344C1 (en) DEVICE FOR TESTING MATERIAL FOR SHEARING AND TWISTING AT DEFORMATION RATE 102-105 с-1, METHOD OF DETERMINING DEPENDENCE OF MAXIMUM TANGENTIAL STRESS OF SHEAR DEFORMATION IN SAMPLE MATERIAL IN FORM OF SOLID CYLINDRICAL ROD AND METHOD OF DETERMINING DEPENDENCE OF VOLTAGE FROM SHEAR DEFORMATION IN SAMPLE MATERIAL IN FORM OF THIN-WALLED CYLINDRICAL TUBE USING SAID DEVICE
CN108896382B (en) Mechanical load testing device for variable working conditions
RU138372U1 (en) AUTOMATED STAND FOR TESTING MODELS OF REINFORCED CONCRETE SHELLS AND PLATES
CN107478379B (en) Explosion field impulse and wind pressure testing device
RU137119U1 (en) ELECTROMECHANICAL INSTALLATION FOR STATIC AND DYNAMIC TESTS OF CONSTRUCTION STRUCTURES
RU143345U1 (en) STAND FOR STATIC TESTS OF REINFORCED CONCRETE ELEMENTS FOR LONGITUDINAL EXCENTRAL AND SLIDING EXCENTRAL COMPRESSION
CN107764566B (en) Automobile part modal test supporting system
Kortiš et al. Experimental modal test of the laboratory model of steel truss structure
RU2658102C2 (en) Bench for the materials compression testing
RU142336U1 (en) DEVICE FOR STUDYING THE STABILITY OF A CENTRALLY COMPRESSED ROD FROM ANISOTROPIC MATERIAL
RU142607U1 (en) ELECTROMECHANICAL SIMULATOR OF SEISMIC PULSE
CN103824488A (en) Equivalent experiment table of planar concurrent force system
RU149703U1 (en) ELECTROMECHANICAL STAND FOR TESTING REINFORCED CONCRETE SHELLS AND PLATES
Dsouza et al. Experimental investigation of amplified piezoelectric stack actuators 50XS, 60S and 120S for the actuation of microgrippers
CN220772725U (en) Rock triaxial test machine
RU146444U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING THE YIELD OF METALS AND ALLOYS

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20190626