SU934389A1 - Пьезоэлектрический акселерометр - Google Patents

Description

(5) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АКСЕЛЕРОМЕТР

Изобретение относитс  к технике измерени  параметров вибраций на разт личных объектах с низкочастотными вибрационными смещени ми, где требуетс  большой коэффициент преобразовани  датчика.

В этой области приборостроени  совершенство пьезоакселерометра в значительной степени определ етс  коэффициентом преобразовани  по зар ду , определ ющим его пригодность дл  измерени  параметров движени  объекта.

Кроме того, к пьезоакселерометру предъ вл ютс  р д других важных требований: малые габариты и масса, широкий частотный диапазон, прочность и надежность.

Известны конструкции пьезоакселерометров , имеющие нечувтсвительный элемент на изгиб, выполненный в виде консольно закрепленной в опоре металлической пластины и склеенной с ней пьезоэлектрической пластиной.

на торцовых гран х которых закреплен груз С l}.

Основным недостатком такой конструкции  вл етс  нерациональное распределение жесткости вдоль упругого подкреплени  и пьезопластины, что приводит к понижению коэффициента преобразовани .

Нерациональное распределение жесткости вдоль консоли про вл етс  в

to том, что керамические пластины в любом сечении оказываютс  недогруженными до предельного допустимого напр жени .

«5

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  пьезоакселерометр, содержащий консольно закрепленный чувствительный элемент в виде двух пр моугольных пьезопластин, разделенных

Claims (2)

1. 20 металлической пластиной упругого подключени  посто нной толщины, и закрепленного на торцовых гран х пластин инерционного груза С2. Однако данна  конструкци  не поз|рл ет повысить коэффициент преобразовани  по зар ду, так как в ней реализован известный способ перераспределени  жесткости консоли, предполагающий линейное уменьшение генерируемого зар да. Цель изобретени  - увеличение коэффициента преобразовани  пьезракселерометра . Поставленна  цель достигаетс  тем что в конструкции пьезоакселерометра упругое подкрепление выполнено а фор ме равнобедренного т1|Ьеугольника с ос нованием, защемленным в опоре, и высотой , обеспечивающей посто нное по длине пьезопластин механическое напр жение изгибу. На фиг. 1 представлена схема пьез акселерометра; на фиг. 2 - разрез А-А на ({мг. 1; на фиг. 3 - эпюра напр жений. Пьезоакселеромётр содержит металлическую пластину 1 упругогоподкреп лени , пьезопластин 2 и инерционный груз 3. Закон изменени  ширины, пластины уп ругого подкреплени  определ етс  соотношением PU - x)h- 4ыГбрЗ 1-, А , .( где СОрЗ механическое напр жени предела пропорциональности материала пьезопластин; t - длина крнсоли; % N толщина пьезокерамйчес кой иметаллической пластин; Р - сила инерции; :) - половина ширины пласти в зоне защемлени ; , 2. модули упругости; . h« - - h h, -i.; « i -Vz-f Пластина, удовлетвор юща  данному соотношению (I) размеров, .имеет форму равнобедренного треугольника с ос нованием, защемленным в опоре (фиг.2 Принципиальное отличие предлагаемой конструкции Рт известной заключа етс  в том, что изменение в соответствии с формулой (1) ширины пластины упругого подкреплени  позвол ет создать зону посто нного механического апр жени  по длине пьезопластины. пюра напр жени  в предлагаемой контрукции в пьезопластинах вдоль оси показана на фиг.3 (непрерывна  лии ) . Длина X. участка посто нного еханического напр жени  (фиг.З) ычисл етс  из следующего соотношеи  при условии (Г- LGfiJ const, - Pth - 1Ph Ширина пьезопластин, a следоваельно площадь электродов не уменьшатс . В результате этого имеет место поышение коэффициента преобразовани  атчика по зар ду. Если выражение дл  коэффициента реобразовани  по зар ду в известной онструкции имеет вид: . , M(h hz)d3 21 + Е Z при 2b 2b b 6/x- О 6pJ . то в предлагаемой конструкции se ф(х + е). Использование предлагаемой конструкции пьезоакселерометра обеспечивает по сравнению с известными конструкци ми следующие преимущества: возможность повышени  коэффициента преобразовани  по зар ду без увеличени  массы и габаритов, а также уменьшени  частоты первого резонанса и прочности; рациональное использование механических свойств пьезопластин за счет создани  зоны посто нного механическогр напр жени , не превышающего предельно допустимого значени ; рациональное использование электрических свойств пьезопластин за счет получени  зоны равномерно распределенного электрического зар да, пропорционального измер емой величине, что значительно повысит, технический уровень датчика пьезоакселерометра. Полости между пьезРпластинами, пластиной упругого подкреплени  и грузом заполн ютс  клеем (КЗОО, ВК20, ВКАО), что улучшает монолитность конструкции, увеличивает ее прочность и надежность. Кроме того, введение кле  увеличивает затухание и, таким обрезом, позвол ет расширить . частотный диапазон измерений на 2030% . Формула изобретени  Пьезоэлектрический акселерометр, содержащий консольно закрепленный чувствительный элемент в виде двух пр моугольных пьезопластин, разделен ных металлической пластиной упругого подкреплени  посто нной толщины, и закрепленного на торцовых гран х пла тин инерционного груза, о т л и ч аю щ и и с   тем, что, с целью повышени  коэффициента преобразовани  пьезоакселерометра, упругое подкрепление выполнено в форме равнобедренл

   1

   фуг. g ного треугольника с основанием, защемленным в опоре, и высотой, обеспечивающей посто нное по длине пьезопластин механическое напр жение изгибу . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № , кл. G 01 Р 15/09, 25.09.63.
2. 2.Синани И. Б. Из опыта конструировани  пьезоэлектрических приборов дл  изменени  вибрации. Л., ЛДНТП ТЭб, с. 15-16 (прототип).