Пьезоэлектрический акселерометр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОцИАЛИСТИЧ ЕСКИХРЕСПУБЛИК 1509 БРЕТЕНИ ОПИСА АВТОРСКОИДЕТЕЛЬСТВ- 7. 2 ил. зз з 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпО изОБРетениям и ОткРытиямПРИ ГКНТ СССР(56) Патент США йв 3569749,кл, 310-84, 1971,Авторское свидетельство СССМ 547696, кл, О 01 Р 15/09, 1975.(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано дляизмерения виброускорений малогабаритными акселерометрами с повышенной точностью, Цель изобретения - расширение5,о) .Я 2 ,о 1 682938 А 1 частотного диапазона и повышение точности измерений малогабаритного акселерометра, Пьезоэлектрический акселерометр содержит основание 1 с установленным на нем чувствительном элементом 2, выполненным в виде монолитного многослойного пленочного конденсатора из пьезоэлектрической пленки. Вдоль монолита располокены коммутационные шины 4. соединяющие электроды 3 одной полярности, Электроды противоположной полярности равноудалены от коммутационных шин на расстояние, равное толщине пленки. В качестве пьезокерамического материала использован материал с отношением пьезомодулей15 2 О 25 30 35 4,) 45 ц) Изобретен.е относится к области изме- Р)ительнОЙ технике, э имен 0 к устройствам Для измерения виброускорегнй в широком диапазоне частот в труднодоступных м 8 с" та х.Целью изобретения является расширение частотного диапазона акселерометра путем уменьшения его габаритов и увеличение точности измерения путем снижения поперечной чувствительно "ти.На фиг. 1 показан акселерс метр, общий вид; на фиг, 2 - чувствительный элемент с приведением формы электродов и их пространственной ориент,"ции.Пьезоэлектрический акселерометр (фиг, 1) состоит из Основания 1, чувс- Вит 8 льного элем 8 нтэ 2 с электродами 3, замкнутыми на боковой поверхности разнополярными шинами 4, и крышки 5 для защиты от внешних воздействий. Элемент 2 .рлкреплен к основанию 1 гайкой б.Чувствительный эгемент 2 изготовлен из отдельных пластин 7, выполненных из тонкой пьезокерамической пленки, Сборка отдельных пластин в монолит с последую;цими опрессовкой и отжитом позволяет избежать перегибов пленки и значительно снизить разноструктурность керамики при изготовлении, На заготовки пластин наносятся электроды 3 кольцеобразной формы, имеощие с одной стороны Выступ 8 для соединения с коммутационной шиной, а с противоположной - изолирующий зазор 9.При выполнении электродов:облодаются размеры зазора так, чтобы Х = С+ 2 Ь, Л= =а, гдс а, Х - параметры зазора, С - ширина коммутационной шины, д, - толщина пленК 11.При этом конфигурация верхнего и ниж. него эгектродов 3 пластины 7 совпадает, на нижний электрод развернут относительнс верхнего под углом 180 О, т. е. выступу верхнего электрода соответствует зазор на нижнем электроде, зазору верхнего электрода соответствует выступ нижнего электрода (фиг, 2. Пластины набираются в пакет опредехенРой в последовательности (фиг. 2), затем опрессовываотся, коммутируются и спекаются в монолит с последующей поляризацией.Благодаря тому, что предлагаемая конструкция представляет собой сплошной моналит, Онэ ОблаДэст Высокой жосткостью и прочностью, а также позволяет максимально уменьшить объем неоднородных структурных зон чувствительного элемента, Следовательно, вклад неоднородности в поперечнуо чувствительность минимален при заданной толщине пленки и размерах коммутационных шин. Однако максимальное усиление эффекта снижения поперечной чувствительности наблюдается тогда, когда В качестве материала для изготовления чувствительного элемента применен материал. ОЗЗс отношением пьезомодулей -7,бЗ 1Традиционно применяемые для изготовления чувствительных элементов акселерометров пьезокерамические материалы характеризуются отношением пьезомодулей = 2-3, поэтому сигналы, вкладыва. бззСЗЗ 1емые в поперечную чувствительность н 8 Однородными Зонами и сдВиговыми деформациями, т, 8. сигналы, зависящие От вЕличины Оз 1, ДовОЛьНО Ощутимы пО сравнению с основным продольным сигналом, а применение пьезокерамических материалов с отношением пьезомодулей - 7 значительно уменьшает эффективбззбЗ 1ность этого сигнала и приводит к снижению поперечной чувствительности. Формула изобретения Пьезоэлектрический акселерометр, содержащий корпус, состоящий из основания и крышки, на основании установлен чувствительный элемент, выполненнь в виде монолитного многослойного пленочного конденсатора из пьезоэлектрической пленки с электродами и коммутационными шинами вдоль монолита, каждая из которых соединена с электродами одной полярности, о т л и ч а о щ и й с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона и повышения точности измерения, электроды одной полярности рэвноудалены от коммутационных шин протиВОположной пол 5 рности на расстояние, равное толщине пленки, причем в качестве пьезокерамического материала использован материал с соотношением пьезомодулей йз/бз 17.1682938Составитель Т.Макарова Редактор Н,Бобкова Техред М.Моргентал Корректор М,Кучерява Заказ 3410 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101