Пьезоэлектрический акселерометр

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(21) 2120037/10 вки Ъе присоединением з Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретенийн открытий(54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АКСЕЛЕРОМЕТ Изооретенис относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения вибраци 1, и может быть использовано для измерения повышенных виброперегрузок иа изделиях современной техники.ИзвестиНье:юэлектрические акселерометры, в которых для уменьшения влияния перемещения жилы кабеля на пьезоэлемент и увеличения точности измерения производится заливка концевого участка кабеля или оголениои жиль эпоксидным клеем или компаундо. (13Из известных пьезоэлектрических акселерометров наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является акселеромстр, состоящий из корпуса, в котором расположены пьезоэлемент, инерционный элемент (груз) и основание защемленные пружиной (2 Д.Электрический кабель присоединен в верхней части корпуса акселерометра, причем небольшой участок оголенной жилы кабеля залит эпоксидным клеем, в результате чего уменьшается влияние перемещения жилы кабеля на пьезоэлемент.Однако такая конструкция акселерометра имеет ряд недостатков.В частности, его отличает невозможность осуществления вывода кабеля на уровне установочной плоскости акселерометра, в результате чего участок кабеля от заделки его в корпус до установочной плоскости на объек те измерения не может быть жестко закреплен.11 оэтому при повышенных виброперегрузках ввиду зна штельного перемещения этого участка кабеля, снижается вибропрочность, надежность и то 1 ность акселерометра, так как возможен обрыв незакрепленного участка 10 кабеля. Кроме того, такое закрепление кабеля приводит к увеличеншо размеров акселерометра.Целью предлагаемого изобретения являетсяповышение надежности и точности акселерометра при повышенных виброперегрузок без увеличения габаритов.Это достигается тем, что в предлагаемомпьезоэлектрическом акселерометре, кабель в корпусе уложен по спирали вокруг пьезоэлементов и закреплен, например, в кольцевой канавке и электроизоляционном кольце.На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого акселерометра; на фиг, 2 и 3 - спиральная заделка кабеля.25 Акселерометр состоит из корпуса 1, в котором установлены пьезоэлементы 2, инерционный элемент (груз) 3 и поджимающая их пружина 4. Концевой участок кабеля 5 уложен по спирали на дне корпуса вокруг пьезо элементов в два витка (фиг. 1). Нижний ви 546822ток образует изолированная часть этого участка кабеля, который закреплен клеем или компаундом в кольцевой канавке 6, верхний виток образован центральной жилой кабеля, для изоляции и закрепления которой на нижний виток установлено электроизоляционное кольцо 7, В протоке 8 этого кольца компаундом залит закрепляемый участок центральной жилы кабеля. Кабель вводят в корпус акселерометра через отверстие 9, которое находится на одном уровне с кольцевой канавкой 6 и посадочной плоскостью акселерометра.Положительный эффект предлагаемого акселерометра обосновывается следующим образом.При вибрациях свободного участка кабеля с ускорением несколько тысяч д сила, стремящаяся выдернуть кабель из корпуса акселерометра, моиет доходить до 10 кг, Так как прочность сцепления приклеенного кабеля, например, типа ЛВКТ, составляет порядка 15 кг/см- по экспериментальным данным длина приклеенного участка кабеля диаметром 0,2 см должна быть не менее10=. 1,1 см,0,2 к 15С другой стороны, ири натяжении кабеля его центральная жила перемещается относительно оболочки, так как изоляционный слой обладает упругостью К порядка 10 кг на 1 см длины кабеля. Перемещение же центральной жилы, подсоединенной к чувствительному элементу, вызывает паразитный сигнал. Для того, чтобы сила передаваемая жилой на чувствительный элемент ослаблялась в Ж раз по сравнению с силой натяжения кабеля, длина закрепленного участка каоеля внутри акселерометра должна выбираться из условия М /гКгде г - жесткость свободного участка центральной жилы. ПриМ - 1000 и /г - 10:- 10 см,смВыполнение этого условия в обычных конструкциях невозможно, следовательно, необходимо дополнительно закреплять участок оголенной килы,Предлагаемое техническое решение полностью удовлетворяет этому требованию: вопервых, при укладке каоеля и жилы вокруг пьезоэлемента диаметра Э длина закрепленного участка равна л 1; во-вторых, возникает доиолиипгельиая сила сопротивления, так что по формуле Эйлера передаваемое усилие падает по экспоненте с показателем, пропорциональным углу обвива,Кроме того, закрепление кабеля по спирали вокруг пьезоэлементов вместе с полным исключением его влияния на пьезоэлемент дает возможность вывести кабель иа уровне посадочной плоскости акселерометра, что позволяет избежать значительного перемещения кабеля на всем его протягкении за счет жесткого закрепления иа обьекте измерения, повысить надежность и точность акселеромстра.Форм ул а изобретен ияПьезоэлектрический акселсрометр, содержащий корпус, пьезоэлементы, инерционный элемент и пружину, отл и ч а ющи й ся тем, что, с целью повышения надежности и точности при повышенных виброперегрузках, кабель в корпусе акселерометра уложен по спирали вокруг пьезоэлементов и закреплен, например, в кольцевой канавке и электроизоляционном кольце.Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе:1. Лвторское свидетельство М 275556,М. Кл. 6 01 Р 15/08, 1968.2. Виброметрия Мо 1, 1965 г. стр. 16 (прототип).546822 иг моиг 2 Заказ 244/15 05 раж Подпиров СССР П Типография, пр. Сапунова, 2 сдактор И. Шуои Изд.осударствпо дел 3035 Чос авитель Н. ГРанекред А, Галахо ного комитета Совета, изобретений и открыт а, Ж, Раушская наб 10541 инЙ орректор Л, Орло