Пьезоэлектрический виброакселерометр

и нзз советских Сййнаннстнческнх Реслублик,Государственный комитет Совета Министров СССР иорит 3) УДК 620.178,53,531.768 (088.8) публиковано 28.02,76. Бюллетеньата опубликования описания 26.04.7 делам изобретен н открытий, Лукашии и И. Б. Кобяковрасного Знамени институт кристаллографим, А, В, Шубникова Ордена Трудово 54) ПЪЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ВИБРОАКСЕЛЕРОМЕТР бласти изме 0с 1 з с 1 з О 200 0 дз причем полярнаялярна к плоскости а перпендику 25 к плста,На фиг. 1 показан об метра (символами Х, грани пьезоэлемента, ди и перпендикулярная д виброакселебозначены оси аллельные граось обозначены, Л епа ним Изобретение относится к о рительной техники.Известные пьезоэлектрические виброакселерометры, содержащие чувствительный пьезоэлемент, вмонтированный между основанием и 5 инерционной массой и подключенный через кабели к индикатору, не во всех случаях обеспечивают одновременное измерение виброускорений по трем осям координат и имеют невысокие точность и чувствительность измере ний.Для обеспечения одновременного измерения виброускорений по трем осям координат с повышением точности и чувствительности в предлагаемом виброакселерометре чувствительный 5 элемент выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда, из кристалла, матрица пьезоэлектрических постоянных которого имеет следующий вид: одним и тем же символом); на фиг. 2 - блоксхема его включения.Виброакселерометр содержит пьезоэлемент 1, расположенный между основанием 2 и инерционной массой 3 и представляющий собой прямоугольный параллелепипед с метал- лизированными гранями, которые попарно подключены через выводы 4, 5, 6 (фиг. 2) и предварительные усилители 7, 8, 9 к нагрузочным кабелям 10, 11, 12 и далее к индикаторам 13, 14 и 15.Пьезоэлемент 1 выполнен из кристалла, матрица пьезоэлектрических постоянных которого имеет вид0 0 0 0 01 з 0 При этом некоторые из неравных нулю пьезоэлектрических постоянных этой матрицы с 1 зь дз 2, дзз 44, д 1 з могт быть равны между собой.Класс материалов с указанной выше матрицей пьезоэлектрических постоянных достаточно широк и для выбора материала с повышенной чувствительностью (чувствительность виброакселерометра определяется отношением пьезоэлектрической постоянной д к диэлектрической проницаемости в материала) можно воспользоваться следующей таблицей:Л 1 атериал 10 " к/н 0,22 0,34 0,34 1700 1730 1730 374 584 584 Пьезокерамика состава ЯХТ - 5 (И,ТС 19) 1,00 1,50 1,50 10,33 9,35 9,35 10,32 13,98 13,98.Чонокристаллы7 пО Полярная ось пьезоэлемента 1 перпендикулярна к плоскости крепления. Предварительные усилители 7, 8 и 9 (либо по напряжению, либо по заряду) выполнены на основе полевого транзистора и расположены на корпусе виброакселерометра или вблизи него.При измерении вибрации вдоль оси Л в кристалле возникает деформация растяжения - сжатия в том же направлении, при этом срабатывает пьезоэлектрическая постоянная дзз и заряды появляются лишь на гранях 2. В случае вибрации в направлении оси Х возникает деформация сдвига в плоскости ХЛ, срабатывает пьезоэлектрическая постоянная 5145, и заряды возникают только на гранях Х. При вибрации в направлении оси У возникает деформация сдвига в плоскости УУ, срабатывает пьезоэлектрическая постоянная 44, и заряды возникают только на гранях У. Так как в направлениях осей Х или У несоздается деформация растяжения - сжатия, то пьезоэлектрические постоянные Ы 31 и дзз кристалла в работе виброакселерометра уча стия не принимают, Если вибрация направлена произвольно в пространстве, то с помощью трех пьезомодулей 1 с/зз, А 5, 44), работающих одновременно, можно получить три проекции этой вибрации на оси Х, У и Е.1 О Таким образом, использование в кристаллетрех пьезоэлектрических пОстОянных /33, 1/15, йз 4 позволяет точно определить вектор виброускорения в данной точке пространства при минимуме паразитной чувствительности.15 Формула изобретения Пьезоэлектрический виброакселерометр, со держащий чувствительный пьезоэлемент,вмонтированный между основанием и инерционной массой и подключенный через кабели к индикатору, отличающийся тем, что, с целью обеспечения одновременного измерения 25 виброускорений по трем осям координат с повышением точности и чувствительности измерений, в нем чувствительный элемент выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда из кристалла, матрица пьезоэлектрических по стоянных которого имеет следующий вид:О О О О 1115 О О О О с 134 О О С 131 с 133 133 О О О 35 причем полярная ось кристалла перпендикулярна к плоскости крепления.504940 Составитель А, КлимовТехред М. Семенов Корректор И. Позняковская Редактор Т. Рыбалова Типография, пп. Сапунова, 2 Заказ 833/15 Изд.1145 Тираж 814 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5