SU504940A1 - Пьезоэлектрический виброакселерометр - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области измерительной техники.

Известные пьезоэлектрические виброакселерометры , содержап ие чувствительный пьезоэлемент , вмонтированный между основанием и инерционной массой и подключенный через кабели к индикатору, не во всех случа х обеспечивают одновременное измерение виброускорений по трем ос м координат и имеют невысокие точность и чувствительность измерений .

Дл  обеспечени  одновременного измерени  виброускорений по трем ос м координат с повышением точности и чувствительности в предлагаемом виброакселерометре чувствительный элемент выполнен в виде пр моугольного параллелепипеда , из кристалла, матрица пьезоэлектрических посто нных которого имеет следующий вид:

ООООdi5 О

ОООd24 ОО

dsi d32 dsa ООО

причем пол рна  ось кристалла перпендикул рна к плоскости креплени .

На фиг. 1 показан общий вид виброакселерометра (символами X, Y, Z обозначены оси и грани пьезоэлемента, две параллельные грани и перпендикул рна  к ним ось обозначены

одним и тем же символом); на фиг. 2 - блоксхема его включени .

Виброакселерометр содержит пьезоэлемент 1, расположенный между основанием 2 и инерционной массой 3 и представл ющий собой пр моугольный параллелепипед с металлизированными гран ми, которые попарно подключены через выводы 4, 5, 6 (фиг. 2) и предварительные усилители 7, 8, 9 к нагрузочным кабел м 10, И, 12 и далее к индикаторам 13, 14 и 15.

Пьезоэлемент 1 выполнен из кристалла, матрица пьезоэлектрических посто нных которого имеет вид

0ОООdi5 О

ОООd24 ОО

dsi d32 dss ООО

При этом некоторые из неравных нулю пьезоэлектрических посто нных этой матрицы dai, йз2, das, d24, dis могут быть равны между собой.

Класс материалов с указанной выше матрицей пьезоэлектрических посто нных достаточно широк и дл  выбора материала с повышенной чувствительностью (чувствительность виброакселерометра определ етс  отношением пьезоэлектрической посто нной d к диэлектрической проницаемости е материала) можно воспользоватьс  следующей таблицей:

Пол рна  ось пьезоэлемента 1 перпендикул рна к плоскости креплени . Предварительные усилители 7, 8 и 9 (либо по напр жению, либо по зар ду) выполнены па основе полевого транзистора и расположены на корпусе виброакселерометра или вблизи него.

При измерении вибрации вдоль оси Z в кристалле возникает деформаци  раст жени  - сжати  в том же направлении, при этом срабатывает пьезоэлектрическа  посто нна  d и зар ды по вл ютс  лишь на гран х Z. В случае вибрации в направлении оси X возникает деформаци  сдвига в плоскости XZ, срабатывает пьезоэлектрическа  посто нна  dis, и зар ды возникают только на гран х X. При вибрации в направлении оси Y возникает деформаци  сдвига в плоскости YZ, срабатывает пьезоэлектрическа  посто нна  24, и зар ды возникают только па гран х У.

Так как в направлени х осей X или У не создаетс  деформаци  раст жени -сжати , то пьезоэлектрические посто нные dsi и dz2 кристалла в работе виброакселерометра участи  не принимают. Если вибраци  направлена произвольно в пространстве, то с помощью трех пьезомодулей (, cfis, 24), работающих одновременно, можно получить три проекции этой вибрации на оси X, У и Z.

Таким образом, использование в кристалле трех пьезоэлектрических посто нных /зз, di5, позвол ет точно определить вектор виброускорени  в данной точке пространства при минимуме паразитной чувствительности.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Пьезоэлектрический виброакселерометр, содержащий чувствительный пьезоэлемент, вмонтированный между основанием и инерционной массой и подключенный через кабели к индикатору, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  одновременного измерени  виброускорений по трем ос м координат с повышением точности и чувствительности измерений , в нем чувствительный элемент выполнен в виде пр моугольного параллелепипеда из кристалла, матрица пьезоэлектрических посто нных которого имеет следующий вид:

   ООООdi5 О

   ОООd24 ОО

   dsi d32 dsa ООО

   причем пол рна  ось кристалла перпендикул рна к плоскости креплени .