SU945798A1 - Piezoelectric vibromeasuring converter - Google Patents

Description

(5) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ВИБРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ(5) PIEZOELECTRIC VIBRATION-MEASURING CONVERTER

Изобретение относитс  к технике измерени  вибраций на различных объектах с низкочастотными вибрационными смещени ми, где требуетс  большой коэффициент преобразовани  пьезоэлектрического виброизмерительного преобразовател . В этой области приборостроени  совершенство пьезоакселерометра в значительной степени определ етс  его коэффициентом преобразовани , определ ющим принципиальную пригодность пьезопреобразовател  дл  измерени  параметров движени  объекта. Известны пьезоэлектрические вибро измерительные преобразователи, состо щие из пластины упругого элемента (подкреплени ), выполненного заодно с основанием, приклеенных к нем пьезопластин и груза, расположенного на внешнем контуре пластины упругого элемента .1 . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  пьезопреобразователь, содержащий чувствительный элемент в виде двух кольцевых пьезопластин, разделенных металлической пластиной упругого подкреплени  с размещенныкда на внешнем контуре равными грузами и защемленной по внутреннему контуру пьезопластин 2. В известных датчиках с изгибным чувствительным элементом плactинa упругого подкреплени  выполнена в ви« де однородного сплошного диска, защемленного в центре. Недостатком известной конструкции  вл етс  нерациональное распределение жесткости упругого подкреплени  и пьезопластины, а следовательно, механических напр жений в них, что приводит к понижению коэффициента преобразовани . Цель изобретени  - увеличение коэффициента вибропреобразсвател  без увеличени  массы и габаритов.The invention relates to a technique for measuring vibrations at various objects with low-frequency vibration displacements, where a large conversion factor of a piezoelectric vibration measuring transducer is required. In this area of instrumentation, the perfection of a piezo accelerometer is largely determined by its conversion coefficient, which determines the fundamental suitability of a piezo transducer for measuring the motion parameters of an object. Piezoelectric vibration transducers are known, consisting of a plate of an elastic element (reinforcement), integral with the base, glued to it piezoplates and a load located on the outer contour of the plate of the elastic element .1. The closest in technical essence to the present invention is a piezoelectric transducer containing a sensing element in the form of two annular piezoplates separated by a metal plate of elastic reinforcement with equal weights on the external contour with equal weights and clamped along the internal contour of piezoplastics 2. In known sensors with a bending sensitive element plintine bend elastic bead. made in the form of a homogeneous solid disk clamped in the center. A disadvantage of the known construction is the inefficient distribution of the stiffness of the elastic reinforcement and the piezoplates, and, consequently, the mechanical stresses in them, which leads to a decrease in the conversion coefficient. The purpose of the invention is to increase the coefficient of vibration transducer without increasing the weight and size.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в известной конструкции пьезоэлектрического преобразовател .в пластине упругого подкреплени  выполнены отверсти , вписанные в равные секторы , число которых выбрано равным числу грузов, при этом центоы отверстий расположены на концентрических окружност х , а центры отверстий, наход щихс  на каждой четной окружности, смещены на угол, равный половине угла сектора.The goal is achieved by the fact that, in the known construction of a piezoelectric transducer, in the elastic reinforcement plate there are holes inserted in equal sectors, the number of which is equal to the number of weights, the holes being centered on concentric circles, and the centers of the holes located on each even circle , shifted by an angle equal to half the angle of the sector.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, где 1 - пластина упругого подкреплени ; 2 - пьезопластина; g и Ъ внешний и внутренний радиусы кольцевой пластины упругого подкреплени ; Р - интенсивность нагрузки , действующей на внешнем контуре; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг, 1. FIG. 1 shows the proposed device, where 1 is a plate of elastic reinforcement; 2 - piezoplastin; g and b are the outer and inner radii of the annular plate of the elastic reinforcement; P is the intensity of the load acting on the external circuit; in fig. 2 is a section A-A in FIG. 1.

Испытани  предлагаемой конструкции показали, что лучший эффект достига .етс , если центры отверстий, наход  щихс  на каждой четной концентрической окружности, повернуть вместе с этой окружностью на угол fC/i- относительно биссектрисы сектора (на фиг. 2 окружность 2, сектор k). При Этом обеспечиваетс  усреднение распределени  жесткости в соответствии с выбранным законом и, таким обра .зом, исключаетс  возникновение нежелательных форм колебаний пластины чувствитеГ1Ьного элемента относительно диаметров, совпадающих с биссектрисами секторов.Tests of the proposed design showed that the best effect is achieved if the centers of the holes located on each even concentric circle turn with this circle by the angle fC / i relative to the sector bisector (circle 2, sector k in Fig. 2). In this case, the distribution of stiffness is averaged in accordance with the chosen law and, thus, the occurrence of undesirable oscillations of the plate of the sensitive element with respect to the diameters coinciding with the sector bisectors is excluded.

Число секторов V , а также ширина перемычек Ь и -Ь фиг. 2 определ ютс  из условий выбранной технологии изготовлени  и геометрических размеров пластины упругого подкреплени .The number of sectors V, as well as the width of the jumpers b and b of FIG. 2 are determined from the conditions of the selected fabrication technology and the geometric dimensions of the elastic reinforcement plate.

Однако в случае исполь зовани  груза , представл емого в виде дискретных компонентов, например, вольфрамовых цилиндров, расположенных на внешнем контуре упругого подкреплени However, in the case of a load represented as discrete components, for example, tungsten cylinders located on the outer contour of the elastic reinforcement

число секторов выбираетс  равным числу грузов. При этом грузы устанавливаютс  в зонах расширени  внешнего контура упругого подкреплени , образуемых примыкающими отверсти ми СФиг. 2).the number of sectors is chosen equal to the number of goods. In this case, the weights are installed in the expansion zones of the external contour of the elastic reinforcement formed by the adjacent openings of the FIG. 2).

Во всех случа х уменьшение ширины перемычек приводит к увеличению коэффициента преобразовани  по зар ду.In all cases, reducing the width of the jumpers leads to an increase in the conversion factor for charge.

Claims (2)

1.Цеханский К.Р., Макеев В.П. Виброизмерительные преобразователи дл  исследовани  динамических характеристик моделей атомных реакторов. Сб. Вибрационна  техника. МДНТП1.Tsekhansky K.R., Makeev V.P. Vibration transducers for studying the dynamic characteristics of atomic reactor models. Sat Vibration technique. MDNTP им. Ф.Э. Дзержинского, М., 1977, с. 63-67.them. F.E. Dzerzhinsky, M., 1977, p. 63-67. 2.Авторское свидетельство СССР № 56П775, кл. G 01 Р 15/09, 1976 (прототип).2. USSR author's certificate number 56P775, cl. G 01 R 15/09, 1976 (prototype).