Устройство для измерения ударного ускорения

,БО у 5 ц С О 1 Р 15/ ГОСУДАРС ПО ДЕЛА ТЕНИ НИЕ ИЗ 6 Р,1 г,Фф, ф1Д",г 1: .47 9детельсР 15/08 СС 77 О ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ содержащее осенными симметрично ТВЕННОЙ КОМИТЕТ СССР ЗОБРЕТвчИЙ И ОТИРЬ 1 ТИ Н АВТОРСКОМУ СВИ(54)(57) УстРойствУДАРНОГО УСКОРЕНИЯнование с располож на его противоположных сторонах пьезоэлементами, на одном из которых, являющемся рабочим, установлен инерционный элемент, электронный усилитель, вход которого соединен с рабочим элементом,: а выход - с регистратором, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности измерения, в него введен Фильтр высокойчастоты, подключенный к дополнительно вверенному электронному усилителю,выход которого соединен сосвободнымпьезоэлементом,Пьезоэлемент 2 является рабочим и несет на себе инерционный элемент 8, Пьезоэлемент 3 является исполнитвльным элементом отрицательной электромеханической связи и служит для возбуждения высокочастотных механических колебаний. Фильтр 5 высокой частоты служит для выделения высокочастотных состввляющих из широкополосного сигнала рабочего пьезоэлемента. Он может быть выполнен по схеме активного фильтра и совмещен с электронным усилителем 6 обратной связи,1 1033 ЯИзобретение относится к измерительной технике, в частности к измерителям ударного ускорения с применениемпьезоэлектрических датчиков, и можетбыть использовано для создания высокостабильных, точных и надежных измерительных систем с расширенными частотным и амплитудным диапазонами,Известны устройства для измеренияударного ускорения, содержащие пьезодатчик, электронный усилитель, Фильтрнизкой частоты, регистратор, позволяющие осуществить измерение ударного ускорения,1 1 .Однако в условиях воздействия удар ной нагрузки, в ряде случаев такиесистемы не позволяют достигнутьтребуемой точности, достоверности истабильности измерений,Основной причиной отмеченного недостатка является то, ято при ударном нагружении реальных объектоввсегда имеются колебания, не несущиеполезной информации и проявляющие"ся в виде шумов, с частотами, близкими к частотам резонанса крепленияи собственного резонанса пьезодатчика, которые способны вызвать его резонансное возбуждение и выдачу ложного электрического сигнала, 30Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для измеренияударного ускорения, содержащее основвание с расположенными симметричнона его противоположных сторонах пьезоэлементами, на одном .;из которых, .3являющемся рабочим, установлен инерционный элемент, электронный усилитель, вход которого соедияен с ра"бочим элементом, а выход " с рвгист"ратором 1 2 "1.В таких устройствах подавлениеложного электрического сигнала осуществляется с помощью фильтров низ-.кой частоты. Однако это не даетжелаемого эффекта, так как известно,45что рабочие характеристики любогореального фильтра низкой частотыв полосе его непрозрачности таковы, что позволяют проходить в этойполосе сигналам, хотя и с сильноослабленной амплитудой,Очевидно 1 что в условиях воздействия аналой величины нагруаки, пьезодатчик все равно резко выделяетамплитуды частот, близкие к частотерезонанса крепления и собственногорезонанса, а фильтр низкой частотыподавит их только частично, Следова 71 1тельно, соотношение полезного сигнала и сигнала, обусловленного шумом,изменяется в пользу шума, что приводит к получению ложного электрического сигнала пьезодатчика. Дляполучения достоверного электрического сигнала необходимо обеспечитьуоловия, исключающие резонансноввозбуждение пьезодатчика,Цель изобретения - повышение точ"ности измерения.Указанная цель достигается тем,что в устройство, содержащее основание с расположенными симметрично на его противоположных сторонахпьезоэлементами, на одном из которых,являющемся рабочим, установлен инерционный элемент, электронный усилитель, вход которого соединен с рабочим элементом, а выход - с регистратором, введен фильтр высокой частоты, подключенный к дополнительновведенному электронному усилителю,выход которого соединен со свободным пьезаэлементом.Подавление высокочастотных колебаний шумов, способных вызвать резонансное возбуждение пьезодатчика, осуществляется механическим путеза счет работы пьезоэлемента отрицательной электромеханической обратной связи в режиме пьезоэлектрического излучателя механических колЕбаний.На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства,Устройство содержит пьезодатчик1. с двумя пьезоэлементами 2 и 3, расположенными симметрично на противоположных сторонах основания, электронный усилитель 1,Фильтр 5 высокойчастоты, электронный усилитель 6 обратной связи, регистратор 7,Пьезодатчик 1 устанавливается на испытуемом объекте и электрически соединяется с измерительной системой.При ударном нагружении испытуемого объекта возникают инерционные колебания и широкий спектр высокочастотных колебаний, ие несущий полезной информации и проявляющийся -в виде шумов. Под воздействием наг-, рузки рабочий пьезоэлемент 2 вырабатывает широкополосный электрическийгЗ сигнал, Высокочастотные составляю 3 1Электронный усилитель б обратнойсвязи служит для усиления сигналов,выделяемых фильтром 5 высокой частоты, до уровня , обеспечивающего работу пьезоэлемента,3 обратной связив режиме возбудителя высокочастотных механических колебаний. Он имееторганы регулировки глубины отрицательной обратной связи.Регистратор 7 фиксирует электрический сигнал пьезодатчика.Устройство работает следующим образом,033971 4щие этого сигнала, обусловленные колебаниями шума, через Фильтр 5 высокой частоты, поступают в электронныйусилитель обратной связи, нагрузкой которого является пьезоэлемент3 обратной связи, Пьезоэлемент 3обратной связи воспринимает усиленныеэлектрические колебания, обусловленные шумом и под их воздействием эа10 счет обратного пьезоэффекта вырабатывает высокочастотные механическиеколебания, которые распространяютсяв основании .корпуса пьезодатчика,т.е, в. основании корпуса пьезодатчика существуют механические колебания шума и колебания, возбуждаемыепьезоэлементом 3 обратной связи, которые при взаимодействии компенсируют друг друга.Таким образом, введение в устройство для измерения ударных ускорений фильтра высокой частоты, подключенного к электронному усилителю, вход которого соединен со свободным элементом, повышает точностьизмерения, Составитель Н, ИараховскаяРедактор А. Власенко Техред К,Кетелева КорректоР, Ю. МакаренкоВфЗаказ 561 б/48 Тираж 873 , ПодписноеВНКИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий1,13035, Иосква, Ж, Рауаская наб., д. 4/5еа евфилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4