Пьезоэлектрический акселерометр
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1015311
Авторы: Александров, Евдокимов
Текст
щп С О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТВ 3387185/18-1011 12.8130.04.83. БюВ,К.АлександвЛенинградскитехнический и(54)(57) ПЬЕЭОЭЛЕКТРИЧЕСКИРОИЕТР, содержащий чувствиэлемент в виде металлическс прикрепленным к нему пьетом и инерционный элемент,ч а ю щ и й с я .тем, чтоувеличения вибропрочностирения частотного диапазонаонный элемент выполнен в вс равномерно распределеннымиего периметру выступами, крующими с пьезоэлементом,пьезо-;и инерционным эдемеустановлена распорная шайб л. В 1 ров и й орде нститу.Е.Е а Ленина им, Х,И 531.768 (О 1. Пеллине ения с пре Изв. ВУЭо 1965, М 1 Цеханский ельные пре дования ди к моделей ционная тес. 63-67 нтакт межд тамимерит иссле ристи Вибра 1977,(21) (22) (46) (72) кимо (71)поли линин (53) (56) ускор тием ние" 88.8)ц В.С. Пьезодатчик дварительным поджа в.-фПриборостроес. 7-9.К,Р. и др, Виброи образователи для намических характе атомных реакторов хника. М ИДНТП, (прототип). РЕТЕНИЯ АКСЕЛЕ ельный го диска оэлемен- отлис целью расшиинерци де дискаИзобретение относится к техникеизмерения параметров вибраций наразличных объектах с малыми вибрационными смещениями, где требуется большой коэффициент преобразования датчика .и высокая вибропрочность,В этой области приборостроениясовершенство пьезоакселерометра ивозможность его применения определяются как коэффициентом преобразования, так и вибропрочностью, т.е.сохранением работоспособности датчиком после кратковременного действияускорения, значительно превышающегоего рабочий диапазон, и ударов15Кроме этого, к пьезоакселерометру предъявляется ряд других важныхтребований: малые габариты и масса,широкий частотный и температурныйдиапазоны. а 20Известны конструкции пьезодатчиков, в которых для повышения вибро.прочности, расширения температурногодиапазона и упроцения технологиисборки широко применяются безклеевое соединение инерционной массыи пьезоэлемента. В подобных конструкциях инерционный элемент поджатк пьезоэлементу дополнительным упругим элементом и корпусом 1,Однако существующие пьезоакселерометры с поджатием имеют сравнитель.но низкий коэффициент преобразования.Наиболее близкой к предлагаемомупьезоакселерометру является конструк- З 5ция,содержащая чувствительный элемент в виде металлического диска сприкрепленным к нему пьезоэлементоми инерционный элемент2).Однако при направлении вектора 40ускорения по оси дисков пьезоэлементиспытывает деформацию сложного изгиба. Такая конструкция имеет болеевысокий коэффициент преобразованияпри небольшой инерционной массе, но 45не обеспечивает достаточно высокойвибропрочности.Цель изобретейия - увеличение виб.ропрочности, расширение частотногодиапазона.Поставленная цель достигаетсятем, что в известной конструкциипьезоакселерометра, содержащей чувствительный элемент в виде металлического диска с прикрепленным к немупьезоэлементом и инерционный элемент 551последний выполнен в виде диска сравномерно распределенными по егопериметру выступами, контактирующимис пьезоэлементом, а между пьезои инерционным элементами установлена 60распорная шайба.Действующие на инерционный элемент силы инерции приводят к изгибупьезоэлектрического диска, на поверхности которого в результате по перечного пьезоэффекта возникает заряд.На чертеже изображен пьезоакселерометр, общий вид.Пьезоакселерометр имеет металлический диск 1, выполненный заодно со стойкой и установленный на основании корпуса 2, диск 3 из пьезокерамики, инерционный элемент в виде диска 4 с выступами 5.Инерционный элемент 4, пьезокерамический 3 и металлический 1 диски крепятся к корпусу 2 прижимным винтом б с шайбой 7. Выступы 5 на инерционном элементе 4 обеспечивают каса ние пьезокерамического диска 3 по периметру. Между дисками 4 и 3 расположена распорная фторопластовая шайба 8. Сила поджатия инерционного элемента регулируется винтом б.Устройство работает следующим образом.При воздействии ускорения, направленного по оси дисков, возникает сила инерции, приводящая к сдожному изгибу всех трех дисков. Отрыв выступов 5 инерционного элемента 4 от пьезопластины 3 исключается предварительным его поджатием винтом б.Отличие предлагаемой конструкции от известной заключается в том, что в конструкцию введен третий металлический диск 4 с выступами 5, выполняющий роль инерционного элемента. Введение элемента 4 позволило повысить вибропрочность конструкции и расширить частотный и температурный диапазоны пьезоакселерометра с одновременным упрощением конструкции и технологии сборки. Повышение Вибррпрочности достигается более высокой степенью симметричности инерционного элемента (он выполняется в отличии от стержневой конструкции как единое целое в виде металлического диска, что снижает чувствительностьк поперечным составляющим ускорения, отсутствием клеевого соединения пьезокерамического диска 3 и диска 1 упругого подкрепления, крепление конструктивных элементов 1, 3 и 4 путем поджатия их винтом б, что повышает изломостойкость конструкции при действии больших поперечных составляющих ускорения инерционный элемент крепится силами трения и может сместиться в поперечном сечении) . Как известно, датчики с предварительным поджатием пьезоэлемента при кратковременных ударах не выходят из строя подобно клееным, Отсутствие клеевого соединения расширяет температурный диапазон работы преобразователя, упрощает технологию его сборки. Размещенная между дисками 4 и 3 распорная Фторопластовая шайба 8 осуцествляет демпфирование конструкции, Благодаря этому происходит как расшиЗаказ 3200/42 Тираж 873 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", гУжгород, ул. Проектная, 4 рение частотного диапазона, так и повьааение вибропрочности преобразователя. Коэффициент преобразования и значение верхнегопредела измерения при заданных геометрических размерах могут быть изменены путем выбора материала инерционного элемента, плотность которого может быть в 2,5-5 раз выше плотности материала диска упругого подкрепления.ПределЬно допустимое ускорение 5 вам 2 для предлагаемого устройства в М раз превосходит предельно допустимое ускорение 5для прототипа.15При этом Й"- ф"е" -,все Мэ где М - масса инерционного элементав прототйпе и предлагаемойконструкции,М - приведенная масса поджимающего винта,К - приведенная, жесткость пьезоэлемента и диска упругогоподкрепления,фК - приведенная жесткость под 2жимающего винта,К - приведенная жесткость, дискаинерционного элемента ираспорной шайбы.При соответствующем Выборе масс и жесткостей прочность конструкции, определяемая коэффициентом й, может быть повышена в 10-20 раэ.Предлагае.ый пьеэоакселерометр предназначен для измерений параметрЬв низкочастотных 0,1-5000 Гц вибраций изделий машиностроения и энергетики,
СмотретьЗаявка
3367185, 11.12.1981
ЛЕНИНГРАДСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. М. И. КАЛИНИНА
АЛЕКСАНДРОВ ВАСИЛИЙ КОНСТАНТИНОВИЧ, ЕВДОКИМОВ ВИКТОР ЕВГЕНЬЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: G01P 15/09
Метки: акселерометр, пьезоэлектрический
Опубликовано: 30.04.1983
Код ссылки
<a href="https://patents.su/3-1015311-pezoehlektricheskijj-akselerometr.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Пьезоэлектрический акселерометр</a>
Предыдущий патент: Пьезоэлектрический акселерометр
Следующий патент: Устройство для динамической градуировки ударного акселерометра
Случайный патент: Объемная машина