Пьезоэлектрический вибропреобразователь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) 4 С 01 Н 5 АНИЕ ЬС ОРСНОМУ СВИ К й инсти теду 39.ПРЕОБРА ичных по т зованоете" стигае турной ся за счет нестабильн еньшения темпер и пьезоэлектрич кого ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение предназначеизмерения виброускорения разлобъектов: машин, средств траприборов -и может быть исполдля измерения вибрации объекботающих в условиях с неоднортемпературой среды. Пель изония - повышение точности - д датчика путем компенсации температур ной нестабильности заряда. Пьезо", электрический вибропреобразователь содержит два пьезоэлектрических датчика 1 и 2, один из которых (1) последовательно соединен с усилителем заряда, а другой (2) - с регулируемым усилителем напряжения. Выход усили ля заряда присоединен к одному вхо дифференциального усилителя 6, к другому входу которого присоединен выход регулируемого усилителя 4 напряжения. Поскольку температурные нестабильности заряда и напряжения име ют разные знаки, то их вклад в выход ной сигнал компенсируется, причем, регулируя коэффициент передачи регулируемого звена 5 усилителя напряжения, можно добиться полной компенсации, Полезные сигналы от обоих датчиков складываются, так как усилитель 3 заряда инвертирует сигнал. 3 ил,1Изобретение предназначено для измерения виброускорения различныхобъектов: машин, средств транспорта,приборов - и может быть использовано5 для измерения вибрации объектов, работающих в условиях с неоднороднойтемпературой среды.Цель изобретения - повышение точности - достигается за счет уменьшения температурной нестабильности пьезоэлектрического датчика путем компенсации температурной нестабильности заряда.На Фиг.1 изображена структурнаясхема устройства; на фиг.2 - установ" ф ка датчиков на объект для измерения виброускорени, действующего вдоль оси В-В, находящейся в плоскости, параллельной главным осям установки20 датчиков; на фиг.3 - то же, действующего вдоль оси С-С, находящейся в плоскости ипересекающейся в точке Э с главными осями установки датчиков,Вибропреобразователь содержит первый и второй пьезоэлектрические датчики 1 и 2, усилитель 3 заряда, усилитель 4 напряжения, регулируемое звено 5 усилителя напряжения и дифференциальный усилитель 6.30Вибропреобразователь работает следующим образом.Датчики 1 и 2 преобразуют механические колебания объекта 7 в электрический сигнал в виде заряда, На выходах усилителя заряда и усилителянапряжения образуются напряжения разного знака и пропорциональные ускорениям, действующим вдоль главныхосей установки датчиков, Поскольку 40.эти напряжения подведены к разнымвходам дифференциального усилителя,полезные сигналы, пропорциональныедействующим на каждый датчик ускорениям, складываются, а помехи вычитаются.Напряжения полезного сигнала навыходе усилителя 3 заряда и выходеусилителя 4 напряжения можно представить в виде 50Пн Б(") Кон (1 и 1 Т ) )Б(Е) К (1+ 1 Т ),где Б(й) - механические колебания,К ,К - коэффициенты преобразования через усилитель напряжения, и усилитель заряда соответственно призаданной температуре; Кн, К - удельные коэффициенты изменения чувствительности усилителя напряжения и усилителя заряда;о1 Т - изменение температурыокружающей среды,причем коэффициент преобразования пьезокерамики с увеличением температуры уменьшается при работе на усилитель напряжения и увеличивается при работе на усилитель заряда, На выходе дифференциального усилителя 6 возникает напряжениец = Бк,к,+к-к,кдт (к,"з Коь 1- -- -) Ка Он Кон где К - коэффициент передачи регулируемого звена 5 усилителянапряжения;К - коэффициент передачи диффеЭренциального усилителя,01 КонЕсли выбрать К. =- в , то цн Кон=БК К, +К Д К и напряжение на выходе дифференциального усилителя 6 не зависит от температуры датчиков.Выходное напряжение дифференциального усилителя можно записать в видеььп п(Пвх. неннь Пьх,инь ) югде Ю ьх, неннь - входное напряжениена неинвертирующемвходе;П- входное напряжениена инвертирующем вхощде;п - отношение сопротив"пения резисторов,установленных вовнешних цепях дифференциального усилителя.Посколч,ку на входы дифференциаль-.ного усилителя поданы противофазныеполезные сигналы, на его выходе будет всегда сигнал, равный сумме входных сигналов, независимо от того,к какому из входов дифференциальногоусилителя подключены выходы усилителя заряда и усилителя напряжения,Формула изобретенияПьезоэлектрический вибропреобразо"ватель, содержащий последовательно14 Ьц 358 оставитель В.Чулковехред Л.Сердюкова Шароши ор О.Спесивых рек ираж 512 Заказ 134 одпи КНТ СССР И Государственного комитета по 113035, Москва, ЖПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,соединенные п сзоэлектрнческий датчик и усилитель заряда, о т л ич а ющи й с я тем, что, с цельюувеличения точности, он снабжен последовательно соединенными вторым пьезоэлектрическим датчиком, усилителем напряжения с регулируемым коэффициентом усиления и дифференциальным усилителем, второй вход которого соединен с выходом усилителя заряда,