Устройство для измерения пьезомодуля

(51)4 С 0 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ственныи унив О.ЕЗО ехннк ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СВ 1103161, кл, С 01 К 29/22, 1(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯМОДУЛЯ(57) Изобретение относится к тизмерений. Устройство для изме пьезомодуля содержит источник 1 механической силы Г, воздействующийчерез прокладки 2 на исследуемыйпьезоэлемент 3, измеритель 4 р,аряда,компенсатор 5 поверхностных неровностей. Прокладки 2 выполнены в видеэлектропроводящего пакета эластичносвязанных между собой металлическихстержней 6, установленных вдоль действия механической силы Р. Изобретение повьпдает точность измерений пьезомодуля тонких пьезоэлементов ипьезоэлементов с неровными поверхностями. 2 ил.1339457 10 50 Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано для измерения в статическом и квазистатическом режимах пьезомодуля Й . пьезоэлементов малой толщины и 1,1имеющих неровную поверхность.Цель изобретения - повышение точности измерений пьезомодуля тонких пьезоэлементов и пьезоэлементов с неровными поверхностями.На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 - график зависимости величины пьезомодуля д от толщины пьезоэлемента.15Устройство (фиг. 1) содержит ис - точник 1 механической силы Р, воздействующий через прокладки 2 на исследуемый пьезоэлемент 3, измеритель 4 заряда, соединенный с компенсаторами 5 поверхностных неровностей. Прокладки 2 выполнены в вице электропроводящего пакета эластично связанных между собой металлических стержней 6, установленных вдоль меха нической силы Г.,Устройство работает слецующим образом.Сжимающее напряжение от источника 1 механической силы передается на. исследуемый пьезоэлемент 3 через компенсаторы 5 поверхностных неровностей и прокладки 2. На пьезоэлементе возникает электрический заряд, который подводится к измерителю 4 заряда. Металлические стержни 6, связанные между собой эластично, имеют свободу для продольных перемещений, Поэтому поверхности прокладок принимают форму поверхности пьезоэлемента.40 Усилие от источника 1 передается на металлические стержни через эластичный компенсатор 5. При этом распределение нагрузки получается практически равномерное на все стержни, а следовательно, на всей поверхности пьезоэлемента, Благодаря эластичной связи стержней 6 между собой последние не препятствуют поперечной деформации поверхности исследуемого пьезоэлемента под действием продольной силы . Жесткость стержней 6 в поперечном направлении много меньше их жесткости в продольном направлении, поэтому пьезоэлемент испытывает только одноосное сжатие независимо от своей толщины. В случае измерений продольного пьезомодуля токосъемами служат металлические стержни 6. При этом заряд с поверхности пьезоэлемента через металлические стержниснимается компенсатором 5 и передается на вход измерителя 4 заряда, При измерении поперечного пьезомодуля электрический заряд, возникший на электродах, расположенных на по -верхностях пьезоэлемента, перпендикулярных напряжению действия силы,передается на измеритель заряда непосредственно через проводники, подключенные к этим электродам. При использовании измерителя заряда устройство позволяет измерять пьезомодули ди с 1 . Если в устройствевместо измерителя заряда использовать вольтметр с высоким входным сопротивлением и измерять напряжениехолостого хода, это дает возможностьзмерения пьезоконстантДля испытаний изготовлен образец устройства, в котором в качестве источника механической силы используютэлектромагнитный вибратор частотойвибрации 70 Гц. Амплитуда переменного усилия 10 Н. Статическое поджатие осуществляют рычажным механизмом усилием 85 Н. В качестве измерительногоприбора используют вольтметр В 6-9с подключенным параллельно входуконденсатором емкостью 0,1 мкФ, т.е.вольтметр используют в режиме измерителя заряда. Компенсаторы 5 выполнены из электропроводящей резиныРЭтолщиной 2 мм и используются для токосъема, Прокладки 2 изготовлены из стальных стержней диаметром 0,3 мм и длинной 7 мм, Эластичнаясвязь стержней создается в результате высыхания резинового клея, в который предварительно погружают стальные стержни. В качестве испытуемого объекта выбирают пьезоэлементы из сегнетокерамики, которые имеют диаметр О мм и толщину 0,5 1;2 и 4 мм,Из данных измерений пьезомодуля с 1 с компенсаторами 5 поверхностных неровностей и без него (фиг,2, кривые 1 и 2 соответственно) следует, что зависмость величины с 1 от толщины пьезоэлемента с компенсаторами 5 (кривая 1) имеет при толщине пьезоэлемента 0,5 незначительное снижение пьезомодуля с 1 от значений пье -Ззомодуля толстых пьезоэлементов, в то же время зависимость величины Й без компенсатора 5 (кривая 2)1339457 значительное отклонение от пьезомодуля толстых пьезоэлементов. Формула изобретения 5Устройство для измерения пьезомо - дуля, содержащее источник механической силы, прокладки, внутренние поверхности которых механически контактируют с соответствующими поверхнос О тями исследуемого пьезоэлемента, и измеритель заряда, входы которого соединены с соответствующими токосъемами прокладок, о т л и ч а ю -2О Тапщона пьаозляенща, ммФиг, Г Составитель А.МурановТехред Л.Олийнык Корректор А.Зимокосов Редактор Н. Рогулич Заказ 4215/34 Тираж 730 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ф Ф ф% Ъ щ е е с я тем, что,с целью повышения точности измерений тонких пьезоэлементов и пьезоэлементов с неровны -ми поверхностями, между торцовымиповерхностями источника механической силы и внешними поверхностями соответствующих прокладок установленыкомпенсаторы поверхностных неровностей, выполненные из эластичного материала, а упомянутые прокладки выполнены в виде электропроводящего пакета эластично связанных между собойметаллических стержней, установленных вдоль действия механической силы.