Устройство для измерения параметров вибраций объектов из электропроводного материала

.,1 чф ТЕНИ АНИЕ ИЗ ОМУ СВИДЕТЕЛЬ П У К АВ Г.Се ст измерительльзовано для ческих колеся и уктурная схевании пиро - примеры й элемент, в н пьезоэлектства при исэлемента в включается в качестве чувГОСУДАРСТВЕНИЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССРВ 877347, кл, 6 01 Н 11/06, 1977.Авторское свидетельство СССРВ 1408238, кл. 6 01 Н 11/06, 1987,Электреты: Пер. с англ./Под редслера, М.: Мир, 1983, с, 32 - 54.Най Дж. Физические свойства клов. М.: Мир, 1967, с. 137-232.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПА. РАМЕТРОВ ВИБРАЦИЙ ОБЪЕКТОВ ИЗ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров механических колеИзобретение относится к ной технике и может быть испо измерения параметров механи баний. Целью изобретения являе ние технологичности. На фиг. 1 изображена стр мв устройства при использо электрика; на фиг, 2 (а,б) воздействия на чувствительны качестве которого использова рик; на фиг, 3 - схема устрой пользовании чувствительного качестве вибратора,Сущность изобретения з том, что при использовании в( Ж ) 180730 б А 1 баний. Устройство содержит измерительный электрод, выполненный в виде обкладки элемента, выполненного из материала с пироэлектрическим или пьезоэлектрическим эффектом и имеющего возможность контактировать с источником тепла или механических деформаций, и располагаемый вблизи поверхности испытуемого объекта, образуя с ней динамический конденсатор, и вибровозбудитель 4, взаимодействующий с измерительным электродом. Воздействуя на пира- или пьезоэлемент, сообщают конденсатору заряд. Параметры вибраций оценивают по формуле В=О хо/Оо, где хо - амплитуда вибрации, сообщаемой вибровозбудителем измерительному электроду до начала процесса измерения; Оо - снимаемый при этом с конденсатора сигнал; 0 - сигнал с конденсатора в процессе измерений при отключенном вибровозбудителе 4, определяемый вибрацией объекта, 3 ил.ъГ ствительного элемента пироэлектрика или пьезоэлектрика и соответствующем физическом воздействии отпадает емкая по времени и материально операция заряжения электрета и повышается чувствительность. Кроме того, при создании внутри чувствительного элемента переменного электрического поля отпадает необходимость использования внешнего вибратора.Устройство содержит измерительный электрод 1 (фиг. 1), элемент заряда 2 измерительного электрода 1, вибратор 4, блок измерения 5, резистор, подключенный параллельно входу блока измерения 5,Измерительный электрод 1 нанесен на поверхности элемента заряда 2 измерительного электрода, который размещен параллельно поверхности объекта 3, Рабочий орган вибратора 4 механически соединен сизмерительным электродом, Элемент заряда 2 измерительного электрода 1 выполняется из пироэлектрического материала(например, 11 ИЬОз) в кристаллографическом направлении с наиболее выраженнымпироэлектрическим эффектом.Устройство работает следующим образом,Элемент заряда 1 с измерительнымэлектродом 2 приводятся в гармоническиеколебания с заданной амплитудой Хозад,Электрический заряд измерительному электроду сообщается путем термического нагрева элемента заряда. Виброперемещенияобъекта 3 рассчитываются по напряжению,измеренному блоком измерений 5, с помощью формулыОохо= О Хозад (1)озадгде хо "- амплитуда механических колебаний объекта 3, соответствующая 1-ой частоте(в случае моногармонических колебаний1=1); Оо - амплитуда выходного сигнала, соответствующая 1-ой частоте; Хозад задан, ная амплитуда колебаний элемента заряда;Оозад амплитуда выходного сигнала, соответствующая частоте гармонических колебаний элемента заряда,При релаксации заряда, индикацией чего является уменьшение уровня выходногосигнала, электрический заряд сообщаютчувствительному элементу путем термического охлаждения (О - отрицательное количество тепла), Затем процесс повторяется.Непостоянное значение электрическогозаряда на точность измерения не влияет,так как упомянутое влияние исключает формула (1); отношение Оо 1/Оозад не зависит отвеличины электрического заряда.В случае использования в качестве элемента заряда ньезоэлектрика электрический заряд сообщают путем механическойдеформации пьезоэлектрика. Элемент заряда деформируется, например, как показано на фиг. 2 (а,б), с помощью механической силы Р, Для получения максимальной чувствительности используют пьезоэлемент, вырезанный в кристаллографическом на правлении, характеризуемом максимальным прямым пьезоэффектом для данного вида механической деформации.В случае применения элемента зарядаи в качестве вибратора (фиг. 3) с помощью 10 подачи переменного напряжения Е на металлические электроды создается переменное электрическое поле внутри элемента заряда, которое в силу действия обратного пьезоэффекта возбуждает механические ко лебания нижнего электрода с заданной амплитудой ХозадМатериальные затраты за счет применения в качестве чувствительного элемента не электрета, а пироэлектрика сокращаются 20 в среднем на 31 6, пьезоэлектрика - 36, вслучае применения чувствительного элемента в качестве вибратора - на 40. Временные затраты сокращаются в среднем в 2,5 раза, Кроме того, в предлагаемом уст ройстве примерно в 2 раза повышается чувствительность измерений, т.е. уровень выходного сигнала при заданном уровне вибраций.30 Формула изобретенияУстройство для измерения параметроввибраций объектов из электропроводного материала, содержащее измерительный электрод, размещенный параллельно по верхности исследуемого объекта, элементзаряда измерительного электрода, вибратор, взаимодействующий с измерительным электродом, и блок измерения, соединенный с измерительным электродом, о т л и ч а ю щееся тем, что, с целью повышениятехнологичности, элемент заряда выполнен в виде пластины из пироэлектрика или пьезоэлектрика, закрепленной на измерительном электроде со стороны исследуемого 45 объекта, и периодически взаимодействующего с пластиной источника тепла или механических деформаций соответственно.1807306 Редактор С. Кул орректор.С. аско а, 101 каз 137 ВНИИ Составитель А. Мез Техред М.Моргентал Тираж Подписноерственного комитета по, изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 водственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Г