Пьезоэлектрический акселерометр

СОЮЗ СОВЕТСКИХщцц юпншикРЕСПУБЛИК 09 (И) ,3(Я) 6 01 Р 15/09ТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ КЫЙ КОМИТЕТ СССРОБРЕП.НИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЭОБР(56) 1. Иорин Ю.ИВиброметрия. М., ГНГИ Машиностроительной литературы, 1963, с.568-573.2. Авторское свидетельство СССР кВ 508742.кл. О 01 Р 1977.3, Авторское свидетельство СССР В 508742, кл. 6 01 Р 15/09, 1971 (прототип). НИЯЭ.)54) )57) пькзОэлккккичксккк кксклкРОМЕТР, содержащий корпус с размещенными в нем инерционным элементоми расположенными по периметру торцакорпуса пьезоэлементами, предварительно поджатыми тарельчатой пружиной с тягой, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения чуствительности и виброустойчивостн, тяга выполнена в виде упругого стержняс проточкой .и.конусной головкой,опирающейся на сферическую галтельотверстия тарельчатой пружины, ихвостовиком, снабженным регулнровочнви и фиксирующим элементами.Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для измерения виброускорений в машинах и механизмах, в частности в виброизмерительной технике.Известен акселерометр, состоящий из корпуса, в котором между инерционным грузом и основанием расположены пьезоэлементы. Предварительное поджатие пьезоэлементов осуществляется пружиной, усилие затяжки которой регулируется тягой 1 1) и 21.Наиболее близким по техническому решению к изобретению является акселерометр, содержащий корпус с раз мещенными в нем инерционным элементом и расположенными по периметру торца корпуса пьезоэлементами, предварительно поджатыми тарельчатой пружиной с тягой 1,3. 20Однако известные пьезоэлектрические акселерометры обладают недостаточной чувствительностью и виброустойчивостью.Целью изобретения является повышение чувствительности и виброустойчивости.Поставленная цель достигается тем, что в пьезоэлектрическом акселерометре, содержащем корпус с разме. щенными в нем инерционным элементом и расположенными по периметру торца корпуса пьезоэлементами, предварительно поджатыми тарельчатой пружиной с тягой, тяга выполнена в виде упругого стержня с проточкой и ко- З 5 нусной головкой, опирающейся на сферическую галтель отверстия тарельча-. той пружины, и хвостовиком,снабженным . регулировочным и фиксирук 1 дим элементами40На фиг,1 показан акселерометр, поперечный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1.Акселерометр состоит из. корпуса 1, на котором закреплено основание 2. Пьезоэлементы 3 набраны в 3 группы 4-б, расположенные ца основании через 1204. Каждая группа элементов зажата между инерционнн 4 грузом 7 и основанием 2 при помощи тяги 8 и тарельчатой пружины 9 с силой, пропорциональной упругости этих элементов, Затяжка тарельчатой пружины 9 осуществляется установочщаа вин-. том 10, расположенным в корпусе 1, Фиксация от перемещения тяги 8 осу ществляется резьбовым сухарем 11 при помощи винта.12 и контргайки 13;Устройство работает следующимобразом.При воздействии измеряемого ус , корения инерционный груз 7 давит на каждую из 3-х групп 4-8 пьезоэлементов 3. В результате на обклад. ках пьезоэлементов 3 возникает ЭДС, подаваемая на вход дифференциаль ных усилителей каждой группы. Входы каждого дифференциального усилителя соединены со средними выводами соседних групп с одноименной полярностью, Если акселерометру сообщается ускорение, направленное вдоль его главной оси 0-0 (фиг.1) то на пьезоэлементы в каждой группе будут действовать составлякцие силы, в сумме равные инерционной силе от движения инерционного груза 7, направленной вдоль,оси 0-0 зкселерометра.Алгебраическое суммирование сйгна-. лов на дифференциальных усилителях от пар пьезоэлементов, расположенных в соседних группах, достигаемое таким выполнением акселерометра, по-. зволяет получить сигналы, пропорциональные равнодействующим ускорений, действующих в направлении оси каждой группы и скомпенсировать сигналы пьезоэлементов, возникающие,от кру-;. тильных колебаний датчика вокруг осей, ортогональных главной оси датчика.Выполнение тяги 8, взаимодейству.ющей с тарельчатой пружиной 9 при поджатии инерционного груза 7, в виде упругого стержня с проточной и конусной головкой, опирающейся на сферическую галтель отверстия тарельчатой пружины 9, и хвостовиком, снабженным регулировочными и фиксирующими элементами, обеспечивает необходимые три степени свободы малых перемещений инерционного груза. Наличие трех степеней свободы вдольглавной оси акселерометра и вокруг ортогональных осей, лежащих в плоскости пьезоэлементов, обуславливает реальную возможность разложения инерционной силы, действующей вдоль главной оси на три составляющих, равных по своей величине, а также воэможность разложения крутильных составляющих инерционной силы и их взаимную компенсацию, что приводит к повышению чувствительности.Предложенное выполнение акселерометра обеспечивает равномерное распределение статических сил поджатия групп 4-6 пьезоэлементов 3 при затяжке тарельчатой пружины 9 винтом 10, что позволяет повысить виброус-. тойчивость, .так как равномерная статическая нагрузка пьезоэлементов по" выдает их вибропрочностьКрома того, равномерное распределение статических сил предвательиого поджатия групп. пьезоэлементов Обеспечивает достижение их равной чувствительности, что также способствует повышению чувствительности акселерометра.Предлагаемое устройство может обеспечить высокую повторяемость параметров акселерометров при запуске их в производство за счет малого разброса электрического сигна1024854 е Составитель Н.МараховскаяРедактор В.Иванова Техред М. Гергель КорректорА.татавв ююввавютв ивааа тютюа т аказ 4387/42 Тираж 873ВНИИПИ Государстэейиого комитетапо делам изобретений и открцт113035, Москва, Ж, Раушская ив,аф Подписное ССй Г илиал ППП 1 Патентф, г, Ужгород, ул, Проектная ла в каждой группе пьезоэлементови имекциеся возможностью регулировки беэ разборки конструкции. Доб ротность механической системы обеспечивается надежной фиксацией элементов конструкции.