Пьезоэлектрический акселерометр

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (11) С 01 Р 15/О САНИЕ ИЗОБРЕТЕНРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ДВТ и опорных выступов определяют соотношениями 1746/24-О пэ где Ьяэ и Ьц - толщина соответственПлно пьезоэлемента и пластины;диаметры опорывыступов, прич) ) с; Эи Й ст диаметр ст Ь - высота опо тупа;жня;ого вы пэиЕ О и а упруга опорными щадками ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И(46) 07,02.85, Бюл. В 5(72) Е, В. Проценко и В. П. Евсеев (53) 531.7 б 8(088.8)- (56) . Иориш 0. И. Виброметрия, М., Машгиз, 1963, с. 5682. Авторское свидетельство СССР А 418800, кл. С 01 Р 5/08, 1970.(54)(57) 1, ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АКСЕЛЕРОМЕТР, содержащий корпус, круглую упругую пластину с размещенным на ней пьезоэлементом, закрепленную по центру через стержень с корпусом, и кольцевой груз, состоящий из двух частей, укрепленных по внешнему контуру упругой пластины, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения прочности акселерометра и расширения диапазона измеряемых ускорений, на грузах выполнены кольцевые площадки с опорными кольцевыми выступами, причем одна часть груза, расположенная со стороны пьезоэлемента, имеет выступ диаметром меньшим, чем опорный выступ на другой части груза, при этом пластина зажата междуопорными выступами.2. Акселерометр по п. 1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса его .сборки, размеры упругой пластины, пьезоэлемента пл модули упругости материалов пьезоэлемента и упругой пластины;Р - коэфФициент Пуассона Я материала упругойпластины; б - пределы механической прочности материала пьезоэлемента при растяжении и сжатии соответственно, я пластина контактирует свыступами и кольцевыми плогрузов.пл оэ155ялоэ олщина соответствено пьезоэлемента ипластины; Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров вибрации и удара,Известны пьезоэлектрические аксеМлерометры, содержащие упругую пластину, укрепленные на ней грузы и пьезоэлемент, который испытывает изгибпри действии ускорения (.13.Недостатками являютсянизкие вибро- Ои ударопрочность в связи с малой механической прочностью материала пьезоэлемента при растяжении и изгибе.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является пьезоэлектрический акселерометр, содержащий корпус, круглую упругую пластинусо стержнем для установки и кольцевойгруз, состоящий из двух частей, которые скреплены упругой пластиной (21.20Однако известное устройство характеризуется низкой прочностью и ограниченным диапазоном амплитуд измеряемого ускорения, связанными с малымпределом прочности материала пьезоЭлемента при растяжении и изгибе.Цель изобретения - повьппение вибро-и ударопрочности устройства и расширение диапазона измеряемых ускорений,а также упрощение процесса сборки ак- ЗОселерометра.Указанная цель достигается тем,что в пьезоэлектрическом акселерометре,содержащем корпус, круглую упругуюпластину с размещенным на ней пьезоэлементом, закрепленную по центру через стержень с корпусом, и кольцевойгруз, состоящий из двух частей, укрепленных по внешнему контуру упругойпластины, на грузах выполнены кольце вые площадки с опорными кольцевымивыступами, причем одна часть груза,расположенная,со стороны пьезоэлемента, имеет выступ с диаметром меньшим,чем опорный выступ на.другой частигруза, при этом пластина зажата междуопорными выступами. Размеры упругойпластины, пьезоэлемента и опорных выступов удовлетворяют соотношениям50 Р и й - диаметры опорных выступов, причем 0Й;Й - диаметр стержня;Ь - высота опорного выступа;Е и Е,1 л - модули упругости материалов пьезоэлементан упругой пластины;- коэффициент Пуассонаматериала упругой пластины;6 и 6 - пределы механическойпрочности материалапьезоэлемента при растяжении и сжатии соответственно,а упругая пластина контактирует сопорными выступами и кольцевыми площадками грузов,На фиг. изображен акселерометр,общий вид; на фнг.2 - узел креплениягруза на пластине,Пьезоэлектрический акселерометрсодержит корпус 1, упругую пластину2 со стержем 3, укрепленные на пластине пьезоэлемент 4 и кольцевой груз5, состоящий из двух частей 6 и 7,которые соединены между собой винтами 8. Обе части груза имеют кольцевые площадки 9 и 1 О с опорными выступами 11 и 12, расположенные на частях грузов 6 и 7, Часть груза 6 расположена со стороны пьезоэлемента иснабжена центрирующим пластину буртиком 13. Упругая пластина 2 зажатамежду опорными выступами 11 и 12 иконтактирует с площадками 9 и 10.Выходной сигнал снимается с выво дов 14. Устройство работает следующим образом.При действии вдоль оси симметрии акселерометра ускорения возникает смещение груза, 5 относительно кор" пуса 1,.при этом на упругую пластину 2 со стороны груза 5 действует распределенная по кольцу сила, вызывающая осесимметричный изгиб упругой пластины 2 и пьезоэлемента 4. На электродах пьезоэлемента возникает заряд, пропорциональный величине действующего на акселерометр ускорения, соответствующее напряжение снимается с выводов 4,Использование в пьезоэлектрическом акселерометре кольцевыхплощадок с опорными кольцевыми выступами.позволяет при его изготовлении обеспесоответствии с приведенными соотношениями обеспечивает достижение максимального диапазона измеряемых уско"рений, так как в этом случае величинамеханического напряжения предварительного сжатия находится в области, равноотстоящей от пределов механическоипрочности при сжатии и растяжении, при этом оптимальная предварительная деформация . достигается простой операцией свинчивания частей грузов винтами з 1138745чить деформацию пьезоэлемента с напряжением сжатия, что обеспечиваетвибро- и ударопрочность пьезоэлемента,а также более широкий диапазон измеряемых акселерометром. ускорений. Этообъясняется свойством материала пьезоэлементов гораздо лучше сопротивлятьсяразрушению при сжатии, чем при растяжении, так, например, пьезокерамикаимеет предел прочности при сжатии напорядок выше, чем при растяжении,Выбор размеров упругой пластины,пьезоэлемента и опорных выступов в до упоров,