Устройство для акустоэлектронного измерения линейных перемещений

(5)4 6 О 1 8 17/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ РСНОМ ВИДЕ ЬСТ едо 16,ЕК- РЕМЕпласЯ АКУСТОЭЛ ИНЕЙНЫХ П ектрическую ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРЯ 0 823858, кл, 6 01 В 17/00, 1979,Авторское свидетельство СССР )ф 993кл. (3 01 В 17/00, 1981.(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛТРОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ЛЩЕНИЙ, содержащее пьезоэл тину, поглотители поверхностных акустическихволн, установленные на концах пьезоэлектрической пластины, излучатель поверхностныхакустических волн, установленный на пьезоэлектрической пластине, и приемник поверхностных акустических волн, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения функци.опальных возможностей, он снабжен емИастным токосъемником, расположенным над пьезоэлектрической пластиной с зазором, а при.емннк выполнен в виде металлической встреч.но-штыревой решетки, расположенной междуемкостным токосъемником и поверхностьюпьезоэлектрической пластины с зазором, вели.чина которого соизмерима с длиной поверхностной акустической волны.Изобретение относится к измерительнойтехнике и может быть:использовано дляизмерения линейных перемещений,Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей. 5На фиг. 1 схематически показано устройст.во для акустоэлектронного измерения линейных перемешенйй; на фиг. 2 - то же, видсверху.Устройство содержит пьезоэлектрическую 10пластину 1, поглотители 2 и 3 поверхностныхакустических волн, установленные на концахпьезоэлектрической пластины 1, излучатель 4поверхностных акустических волн, выполнен.ный, например, в виде встречно-штыревой 15решетки 5, установленной на пьезоэлектрической пластине 1, приемник 6 поверхностныхакустических волн, емкостной токосъемник 7,расположенный над пьезоэлектрической пласти.ной 1 с зазором. Приемник 6 выполнен в виде 20металлической встречно-штыревой решетки 8,расположенной между емкостным токосъемником 7 и поверхностью 9 пьезоэлектрическойпластины 1 с зазором, величина которого сонэ-мерима с длиной поверхностной акустической 25,волны, Излучатель 4 предназначен для подключения к генератору 10 электрических колеба.ний. Шины 11 и 12 емкостного токосъемника7 подключают к входу усилителя 13.Устройство работает следующим образом.С помощью генератора 10 электрическихколебаний и излучателя 4 на поверхности 9пьезоэлектрической пластины 1 возбуждаютповерхностные акустические волны. Поглотите.ли 2 и 3 обеспечивают создание режима бегущей поверхностной ультразвуковой волны.Электрическое ноле бегущей поверхностнойакустической волны индуцирует переменныеэлектрические сигналы на встречно-штыревойрешетке приемника, Съем выходного сигнала40осуществляется емкостпым токосъемником 7,металлические шины 11 и 12 которого расположены над решетками 8.Выходной сигнал приемника 6 можно представить в виде л Мо а ) 1)Оаых "Елгде А, - амплитуда выходного сигнала, прямопропорциональная78не 50- . количество пар смежнйх штырейвстречно.штыревой решетки приемника;Юа - начальная фаза выходного сигнала;т - текущее время,2- величина относительного перемешения встречно-штыревой решеткиприемника и пьезоэлектрическойпластины;Ъ - длина поверхностной акустическойволны;3 - величина зазора между поверхностьюпьезоэлектрической пластины ивстречно-штыревой решетки приемника;е - коэффициент, зависящий от конструк.тивных параметров устройства.Сдвиг фазы выходного сигналапри относительном перемешении приемника и пьезоэлектрической пластины определяется соотношением Отсюда видно, что сдвиг фазы выходного сигнала ( прямо пропорционален относи. тельному линейному перемещению 2, что позволяет свести измерения линейных перемещений к измерению фазового сдвига вы. ходного сигналаприемника, а изменениа длины поверхностной акустической волны а позволяет регулировать чувствительность устройства,При перемещении приемника 6, соединенного с перемещаемым объектом относительно пьезо. электрической пластины, фазовый сдвиг выход. ного сигнала непрерывно меняется, что позволяет производить измерение линейных перемещений, используя соотношение Обработка снимаемого сигнала может осуществляться известными способами. Например, выходной сигнал с выхода усилителя сравнивается в фазовом детекторе с сигналом генератора. Число фазовых циклов, соответствующих перемещению, равному целому числу поверхностных акустических полуволн (волн), регистрируется счетчиком, а величина, лежащая внутри этого интервала - стрелочным прибором,Отсутствие механического контакта между неподвижной пьезоэлектрической пластиной и приемником позволяет повысить точность измерений и упростить конструкцию, что расширяет функциональные возможности устрой. ства,1173185 едактор И. Циткин Тираж 651 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Рау