Пьезоэлектрический акселерометр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3(50 С 01 Р 1 ЕН ОМУ С 8 8 ТО ЕЛЬСТ бич А,Рз р АКСЕЛЕ пьезо ной ющей вание Х ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ. СССРГО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗ(71) Ростовский оКрасного Знамениуниверситет(54)(57) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РОМЕТР, содержащий основание элемент, нагруженный инерцио массой, корпус с виброизолир прокладкой, охватывающей осн ЯО 1015310 А и упругий элемент, соединяющий основание с корпусом, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения виброускорений, упругий элемент закрепленв корпусе посредством переходногоэлемента, причем между упругим и переходным элементами,:между переходным элементом и корпусом установленыдополнительные прокладки, при этомматериалы прокладок и переходногоэлемента выбираются из условия: плотности материалов соответственноФ прокладок и переходного элемента и корпуса, скорости звука в этих материалах.Изобретение относится к измерениюпараметров движения, в частности кпьезоэлектрическим виброакселерометрам,Известные пьезоэлектрические акселерометры для измерения вибрационных ускорений имеют относительно низкую точность вследствие жесткогокрепления чувствительного элементав корпусе 1.13.ВибрОизоляционное крепление таких акселерометров к исследуемомуобъекту не позволяют достичь полнойразвязки измерительного канала отакустических помех,Наиболее близким к предлагаемому 15по технической сущности и достигаемому результату является устройство,содержащее основание, пьезоэлемент,нагруженный инерционной массой, кор.пус с виброизолирующей прокладкой, 20охватывающей основание и упругийэлемент, соединяющий основание скорпусом 2.Недостатком этого. пьезоакселерометра является относительно низкаяточность измерения вибрационных ускорений вследствие влияния акустических шумов, воздействующих на чувствительный элемент через корпус иоснование акселерометра.Цель изобретения - повышение точности измерения виброускорений.Указанная цель достигается тем, чтов пьезоакселерометре, содержащем основание, пьезоэлемент, нагруженный З 5инерционной массой, корпус с виброизолирующей прокладкой, охватывающей основание и упругий элемент,соединяющий основание с корпусом,упругий элемент. закреплен в корпусе 40посредствомпереходного элемента,причем между упругим и переходнымэлементами, между переходным элементом и корпусом установлены допол.нительные виброизолирующие прокладки, при этом материалы прокладоки переходного элемента выбираютсяиз условияр,чрФс ргде п, Дэ,- плотности материалов,50соответств нно прокладок, переходногоэлемента и корпуса,п,з,1 - скорости звука в этихматериалах.55На чертеже представлена упрощенная конструктивная схема устройства.Пьезоакселерометр содержит корпус 1 с отверстием в нижней части, 60 пьезоэлектрический виброприемник 2, состоящий, например, из пьезоэлемента 3, основания 4, проходящего сквозь отверстие в корпусе 1 и инерционной массы 5, переходной элемент 65 б, прокладку 7, пружину 8, шайбу 9, внешний кольцевой виброизолятор 10.При работе акселерометр устанавливается на поверхность исследуемого объекта так, что внешний кольцевой виброизолятор 10 располагается между объектом и корпусом, а оонование 4 виброприемника 2 имеет механический контакт с поверхностью объекта и прижимается к последнему за счет деФормации пружины 8 и веса переходного элемента 6 с корпусом 1. Внешний кольцевой виброизолятор и пружина выполнены таким образом, чтобы собственно резонансная частота системы лежала ниже нижней рабочей.частоты виброприемника, что позволяет йадежно изолировать корпус от колебаний объекта и виброприемника и тем самым исключить влияние массы корпуса на исследуемый объект в рабочем диапазоне частот виброприемвика. Кроме того, наличие прокладки 7, на которой установлен переходной элемент ограничивает проникновение колебаний корпуса, вызванных внешними акустическими шумами, на виброприемник. Прокладка 7 и шайба 9 выполнены из материала, произведение плотности на скорость звука в котором много ниже соответствующих произведений для материала переходного элемента б и пружины 8, что в свою очередь также ограничивает непосредственное проникновение акустических колебаний корпуса 1 на виброприемник 2.Предлагаемая конструкция позволяет устанавливать на объекте максимально легкий чувствительный виброприемник, сила прижатия которого значительно превышает его собственный вес, при этом не вносится существенных изменений в механические характеристики исследуемого объекта. Для дополнительного снижения акустической чувствительности акселерометра его корпус целесообразно выполнять из двух и более слоев, один из которых обладает высоким, декрементом затухания механических колебаний. Такое выполнение корпуса способствует снижению амплитуды поперечных колебаний корпуса, возбуждаемых внешними акустическими шумами, и звукового давления внутри корпуса.Следует заметить, что применение двухслойного корпуса в известных конструкциях не дает эаметнбго поло. кительного эффекта вследствие жесткой связи между чувствительным элементом и корпусом,Увеличение поджатия виброприемника и ослабление влияния корпуса на исследуемый объект в рабочем диапазоне частот позволяет повы1015310 4 Составитель К.ЛукомскийРедактор Е.Папп Техред М.Тепер Корректор О.Билак Заказ 3200/42 Тираж 873 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 сить точность и достоверность изме-рений. Уменьшение акустической чувствительности акселерометра кромеповышения точности измерения вибрационных ускорений позволяет расширить его динамический диапазон за счет улучшения соотношения сигнал/.шум. Кроме того, крепление виброприемника посредством переходногоэлемента повышает механическую прочность акселерометра в целомприударах.