Способ настройки пьезоэлектрических акселерометров

(61) Дополнптелыьое к авт. свпд-ву 51) Ч. Кл.- 6 01 Р 15,08 22) Заявлено 09.06,7 2142611 1 с присоединением заявкиГосударствеаиыи комитет Совета Министров СССРлам изобретенто открытий 2) Автор(54) СПОСОБ НАСТРОЙКИ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИ А КСЕЛ ЕРОМЕТРОВнию, зоватричен пьею чувщенпи за) с Одна- ньшеретенпя - уменьшение относиеречной чувствительности и померенпя импульсных ускорений. ется тем, что по предлагаемому пьезоакселерометров, измеряюые ускорения, снятие диаграмм ти поперечной чувствительности езоэлементов производят в ударс амплитудой ускорения 500 -Цель изоб тельной поп грешности из 5 Это достига способу для щих импульсы напр авленнос отдельных пь 0 ном режимеИзобретение относится к приборостроа именно к пьезоэлектрическим преобртелям.Известен способ настройки пьезоэлекского акселерометра, содержащего одизоэлемент, на минимальную поперечнуствительность, заключающийся в совмецентра массы подвижной части (грцентром симметрии пьезоэлемента (1).ко такой способ дает недостаточное умение поперечной чувствительности. Наиболее близким по технической сущности является способ настройки пьезоэлектрических акселерометров, измеряющих вибрационные и импульсные ускорения, на минимальную поперечную чувствительность путем предварительного подбора и последующего совмещения двух пьезоэлементов в корпусе акселерометра (2. При этом предварительный подбор проводят по диаграммам направленности отдельных пьезоэлементов, снимаемым при вибрационном воздействии на пьезоэлемент (на фиксированной частоте), а совмещение осуществляют путем соответствующего поворота пьезоэлементов друг относительно друга таким образом. ,чтобы частные диаграммы поперечной чувствительности отдельных пьезоэлементов были противофазные. Такой способ позволяет существенно уменьшить относительную поперечную чувствительность виброакселерометров, работающих в строго определенном диапазоне амплитудно частотной характеристики. Однако для пьезоэлектрических акселерометров, предназначенных измерять импульсные ускорения. данный способ настройки не пригоден. Прп ударе, в отличие от вибрации, на пьезоакселерометр 1 О воздействуют ускорения со спектром частотв очень широком диапазоне (единицы герц - сотни килогерц). Если определение диаграмм направленности поперечной чувствительности отдельных пьезоэлементов производить этим 15 способом, то не учитываются резонансные явления в поперечном направлении каждого пьезоэлемента и значения поперечной чувствительности собранного пьезоакселерометра с совмещенными двумя пьезоэлементами раз личны при действии впбрацин плп удара.тииогр 1 и, ир сапиова, 2 1000 Рт и дл 3 тсльцостью импульса 100 150 мсек.Определенные предлагаемым способом диаграммы направленности попсречцой чувствительности отдельных пьезоэлементов в отличие от известного вибрациоццого способа учитывают реакцию механической системы датчика с пьезоэлементом на Рупульсцое воздействие в поперечном направлении. Теу самым с большей точностью определяются диаграммы направленности поперечной чувствительности отдельных пьезоэлементов. Последующее совмещение пьезоэлементов в корпусе собираемого акселерометра производят после предварительного подбора двух пьезоэлементов по максимальным значениям поперечной чувствительности, взятым цз диаграмм направленности. Г 11 и этом размещение двух пьезоэлементов в корпусе акселерометра таково, что максимальные значения поперечной чувствительности ориентируются противофазцо.Определение величины относительной поперечной чувствительности собранного иезокселерометря производят прц этот такке при воздействии ударных ускорений.Предлагаемый способ реялцзуот ця петрудоемком устройстве к установке с ба,листическим маятником.Испытания способа настройки проводились при настройке пьезоакселерометров для измерения импульсных ускорений до 20000 д, Опытная партия этих пьезоакселерометров была соб 13 яня и позолла получить максимальную относительную поперечную чувствительность 1 - 57 о прп воздействии ца пьезоакселерометр удара в поперечном направлении. При этом осуществлялось следуОщее: диаграммы направленности поперечцой чувствительности отдельных пьезоэлементов опредслялпсь в составе техцологичсского устройства, полцостьо соот 3 с.зст Оего цо ехдц;чсской схеме и жссткостцыу Иярячетряч собираемому .сзоякселер 5 етру, прц 3 О:3,сст 3 на пьезоэлемент удярцых ускорений ямплцтудой 1000 о и длительностью нучлься 100 мсек; пос:е совмещения в ко)упусе акселерометра двух пьезоэлементов определялась относительная поперечная:увствительность 5 собранного пьезоакселерометра также црцвоздействии 5 дара.Полученные таким способом фактическиезначения максимальной относительной поперечной чувствительности пьезоакселерометра 1) не увеличивались в дальнейшем при воздействии ця цьезоаксслерометр в поперечном направлении ц вцбраццоцных и импульсных ускорений. Способ настройки пьезоэлектрических аксе 2 лерометров, предназначенных для измеренияимпульсных ускорений, состоящий в предварительном подборе и в последуощем совмещении двух пьезоэлементов в корпусе акселерометря путем соответствующего поворота 25 пьезоэлементов друг относительно друга такич образом, чтобы частные диаграммы направленности поперечной чувствительности отдельных пьезоэлементов, снятые и режиме вибрации, были противофазны, о т л и ч а ю- ЗО ци й с я тем, что, с целью уменьшения относительной поперечной чувствительности пьезоакселерометра и погрешности измерения импульсных ускорений, снятие диаграмм направленности поперечной чувствительности 35 отдельных пьезоэлементов производят в ударном режиме с амплитудой ускорения 500 - 1000 д ц длительностцо импульса 100 - 150 мсек.Источники Р 1 фор у я ниц, и рцц 5 ье 30 вц 1- О маццо при экспертизе:1. кс 1)ссс-ццфо)зуяц 153 11 спьтге.ьн 11 Сприборы и стсцлы М 1, 1971, с, 6 - 11 (прототип).2. 11 орци 10. 11. Ви 5)цус р 5. М., МИц- .5 построение, 1963, с. 565.