Пьезоэлектрический акселерометр

(56) Авторское свидетельство СССР М 706784, кл. 6 01 Р 15/09, 1978.Батуев Г.С. Инженерные методы исследования ударных процессов, М.: Машиностроение, 1977, стр, 215, рис. 128, (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АКСЕЛЕРО- МЕТР Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для создания высокоточных, стабильных и надежных измерительных пьезоэлектрических акселерометров с широкими амплитудными, частотными и температурными диапазонами эксплуатации. Акселерометры могут эксплуатироваться на различных энергетических установках, машинах и устройствах, работающих в жестких эксплуатационных условиях.Целью изобретения является уменьшение влияния боковой составляющей вибрации на выходной сигнал акселерометра, а следовательно, повышение точности в процессе измерения.Инерционная масса расположена в виде кольцевого утолщения на тонкостенной гильзе по высоте основания, что обеспечивает передачу усилия на пьезоэлементы при воздействии вибрации в рабочем направле(57) Использование: измка, может быть использовысокоточных, стабильнмерительных пьезоэлектрометров с широкими4 астотными и температуми эксплуатации. Сущноакселерометр содержитразмещено цилиндричесторце которого установл, ты, поджатые тонкостеннсоединенной с основаниружному диаметру гильзьнием и вокруг него вь 1 пвыступ, являющийся инеакселерометра, 1 ил ерительная технивано для создания х и надежных изрических акселе- амплитудными рными диапазонасть изобретения: корпус, в котором кое основание, на ены .пьезоэлеменой гильзой, жестко ем, причем по на,соосно с основаолнен кольцевой рционной массой нии и практически отсутствие усилия на пьезоэлементы от воздействия боковой составляющей вибрации, так как возникающее усилие направлено по радиусу массы на боковую поверхность основания.Изобретение поясняется чертежом.Пьезоэлектрический акселерометр состоит из корпуса 1; который выполнен с цилиндрическим выступом 2. На торце выступа расположены пьезоэлементы 3 и токосъемник 6, Пьезоэлементы поджаты к основанию дном тонкостенной гильзы 4, которая имеет кольцевое утолщение 5, являющееся инерционной массой. Противоположный срез гильзы связан с основанием выступа. Выходной сигнал, генерируемый пьезоэлементами, снимается токосъемником и с помощью токовывода 7 передается на кабель акселерометра 8,Акселерометр работает следующим образом.При воздействии вибрации в направлении оси акселерометра (выступа), рабочий режим, инерционная масса 5 за счет своей инерции воздействует на гильзу 4,в тонких стенках которой с одной стороны утолще-,5 ния возникает деформация сжатия, а с другой стороны, растяжения, направленная вдоль оси. гильзы 4; вследствие этого дно гильзы воздействует на пьезоэлементы 3, вызывая на их электродах электрический за ряд, прямо пропорциональный передаваемому усилию.При воздействии вибрации в перпендикулярном направлении оси акселерометра 15 усилие, возникающее в йнерционной массе 5, направлено также перпендикулярно оси датчика, соответственно и оси выступа 2, вследствие этого в стенках гильзы возникает деформация сжатия или растяжения, на правленная.по радиусу стенки гильзы 4, Вследствие этого усилие от воздействия вибрационной массы 5 передается на боковую поверхность выступа 2 и практически не передается на пьезоэлементы 3, вследствие 25 этого на их токосьемниках заряды не генерируются.Для расширения частотного диапазона измерения и линеаризации придаточной характеристики противоположный дну срез 30 гильзы при соединении с основанием предварительно растягивается, что обеспечивает рабочие деформации тонких стенок гильзы в зоне упругих деформаций металла, Для уменьшения влияния трения между 35 стенками гильзы и выступа на них може наносится вязкая смазка,Такое техническое решение, позво. лившее разделить воздействие усилия инерционной массы на пьезоэлементы при различных направлениях вектора вибрации, позволило резко уменьшить дополнительный "паразитный" сигнал от боковой составляющей вибрации, а вследствие этого повысить точность измерения,Предлагаемое устройство позволило снизить погрешность измерения при воздействии на акселерометр боковой составляющей вибрации с 5 О (у серийно выпускаемых акселерометров типа АНС и АВС) до 0,6 - 1,1 О или повысить точность измерения в 4-6 раз,Формула изобретения Пьезоэлектрический акселерометр, состоящий из корпуса, в котором размещены основание с цилиндрическим выступом, пьезоэлементы, инерционное тело и узел поджатия, отл ич а ю щи й с я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет снижения влияния боковой составля. ющей виброускорения, узел поджатия выполнен в виде тонкостенной гильзы, а пьезоэлементы установлены на торце цилиндрического выступа основания и поджаты к нему тонкостенной гильзой, жестко соединенной с основанием, причем по наружному диаметру гильзы, соосно с цилиндрическим выступом и вокруг него, выполнен кольцевой выступ, являющийся инерционным телом.1809393 Составитель Т,Макароваактор В. Трубченко Техред М,Моргентал Корректо акова ж Подписноеитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС ква, Ж, Раушская наб 4/5 Заказ 1284 Тира ВНИИПИ Государственного ком 113035, Мо