Установка для определения чувствительности пьезоаксеерометров к деформации объекта измерения

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ДетОРСКОМЮ СВИДЕтЕЛЬСТВЮ Союз СоветскихСоциалистицвскихРеспублик г) М. Кл,01 Р 21/00 динеинем заявк Гасяээстаанний хам%тат Саавта Иектроа ССР ае делам хэвбретаихЯ х вткрмтхй3) Приоритет публиковаяо 15,08.78.Бюллетень Ж 30 31.76888.8 5) Дата опубликования описания 30,06,7 ев,И. А и(7) Заявитель ВКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИЗОАКСЕЛЕРОМЕТРА К ДЕФОРМАЦИИ ОБЪЕКТА ИЗМ ЕР ЕНИЯ УСТА ПЪЕ вст л овки явля из-за неопре Недостатками этоются ее низкая точностделеиности воздействмании и невозможностговойф диаграммы чувст ующего вида дефорполучеиия круительности (беэ Изобретение относится к обл и измерительной техники.Акселерометр, помимо воздействия измеряемого ускорения, как правило, подвергается воздействию деформации объекта, вследствие чего нв выходе вкселерометрв возникает сигнал, принимаемый ошибочно эа измеряемое ускорение, Поэтому возникает задача опредеения чувствительности вкселерометра к деформации объекта измерения.Кроме того, поскольку при измерении направления действующей деформации сигнал, обусловленный деформацией объекта, может изменяться в несколько раз, возникает необходимость определении круговой диаграммы чувствительности аксвлерометра к деформации.Определение чувствительности акселерометра к дефоргации объекта обычно осуществляется при помощи установок, состоящих из имитатора объекта в виде балки, работакхцей на изгиб 1.Известная установка для определения чувствительности акселерометра к деФормации объекта измерения 2 содержит имитатор объекта в виде балки, жестко закрепленной с одной стороны, свободный конец ее приводится в колебательное движение при помощи электродинвмического возбудителя - устройства иагружения. На деформируемой балке, вблизи от заделки, укрепляется акселерометр. Предполагается, что в месте креплении акселерометра деформация максимальна, а ускорения минимальны и выэывакл ситнал на выходе, преиебрежимый по сравнению с сигналом, вызванным деформацией объекта. При коле 1 з баниях балки устанавливается расчетная величина амплитуды деформации (по величине амплитуды колебаний свободного конца балки) и измеряется выходное напряжение акселерометра.35 40 45 50 55 изменения условий закреплений акселерометра),Наиболее близкой к изобретению потехнической сущности является установка, в которой деформируемый имитаторобъекта выполнен в виде неподвижногодиска, а устройство для нагружения -в виде двух диаметрально расположенных относительно диска катков, установленных с возможностью обкатывания диска по боковой поверхности 31.Недостатком данной установки является пониженная точность измерениячувствительности пъезоакселерометрак деформации, обусловленная невозможностью мгновенного приложения нагрузки при помощи упругого динамометра,в связи с чем эа время от начала нагружения имитатора ао включения двигателя часть заряда, создаваемого акселерометром;стекает, Таким образом,известная установка дает заниженныеданные.Целью изобретения является повышение точности определения круговой диаграммы чувствительности пъезоакселерометра к деформации объекта измерения.Эта цель цостигается тем, что впредлагаемой установке узел созданиядеформации выполнен в виде камертона,у основания которого между ветвямина расстоянии, меньшем половины длиНы еговетвей, установлен имитатор, при этомустановка снабжена узлом возбуждениямеханических колебаний ветвей камертона.В предлагаемой установке периодизменения деформации имитатора определяется периодом колебаний камертона, лежащим в диапазоне рабочих частот пъезоакселерометра. Следовательно, за вреи одного колебания камертона заряд практически не успевает стекать через входное сопротивление согласующего усилителя, и точность измерения круговой циаграммы чувствительности повышается.На чертеже изображена схема предлагаемой установки.Установка состоит из цеформируемого имитатора 1, зажатого посредствомчетырех роликов 2 между ветвями камертона 3. Расстояние между осямидиаметрально расположенных роликов 2, ихдиаметр и диаметр имитатора объекта выбираются так, чтобы обеспечить натяг,достаточный для предотвращения раскрытия стыка или ьчбрации 1 камертона3. Основаюе камертона 3 установленонеподвижно, а деформируемый имитатор 1, выполненный в виде оссиметричной детали, может вращаться вокруг своей оси при помощи привода (последний на чертеже не показан). Концы ветвейкамертона 3 входят в систему магнитопровода электромагнитного возбудителя 4, установленного на неподвижном основании, Для контроля амплитуды вибрации служит микроскоп 5,Предлагаемая установка работает следующим образом. Перед измерением, в соответствии с требованиями инструкции по монтажу, производится установка проверяемого акселерометра 6 на имитатор объекта 1, При подаче напряжения на возбудитель 4 в камертоне 3 устанавливаются гармонические колебания с частотой возбуждения. Изменяя частоту возбуждения, находят резонансную частоту, при которой обеспечивается максимальная амплитуда колебаний, а, следовательно, и максимальные усилия, деформирующие имитатор 1, Кроме того, при резонансе практически отсутствуют нелинейные искажения, а требуемая мощность для раскрытия камертона 3 невелика, Уровень ускорения,контролируемый микроскопом 5, однозначно свчэан с величиной деформацииимитатора 1. Эта зависимость можетбыть определена расчетом или экспериментально и является характеристикойустановки, определяемой при ее аттестации. Для увеличения усилия, действуюцего на имитатор 1, послецний помещают на расстоянии от основания камертона 3, меньшем половины длины его ветвей.Регулируя амплитуду возбуждающего напряжения, устанавливают по микроскопу 5 требуемую величину деформации имитатора 1 и измеряют выходноенапряжение проверяемого акселерометра6, Вращая. имитатор 1 вокруг оси иподдерживая постоянной амплитуду ветвей камертона 3 (по микроскопу Б),снимают круговую диаграмму чувствительности исследуемого акселерометра6 к деформации, Вместо микроскопа5 можно использовать акселерометрили другое средство измерения амплитуды вибрации, Ь при тщательном исполнении деталей необходимость такого контроля и регулирования отсутствуеттак как амплитуда вибрациипрактически не изменяется при поворо-,оте имитатора на 360, что может бытьустановлено при аттестации,предлагаемая установка позволяетповысить точность измерения круговойдиаграммы чувствительности пъезоаксе619863 вой диаграммы чувствительности пъезоакселерометра к деформации объекта,узел создания деформации выполнен ввиде камертона, у основания которогомежду ветвями на расстоянии, меньшемполовины длины ветвей, установлен имитатор, при этом установка снабжена узлом возбуждения механических колебаний ветвей камертона.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1; Голубев В, С.,Генкин И. Ж.Чувствительность пьезоэлектрическихдатчиков к механическим напряжениям.Внбрационная техника, ч. 1, 1967,изд, МДНТП.2.Нсмпао йКСсютсЬеЕ О. МересгОа 1 ъейцод ал дедсЪоФед Мс"обеИсо. Меъееп - ьфгбмго- йсе Ьз.М 10, 1970,Э. Авторское свидетельство СССР99/41 ЦНИИПИ Гос Тираж 1112арственного комитета Совета по делам изобретений и открьгг035, Москва, Ж 35, Раушская б д. ППП Патент, г. Ужгород, ул Проектная,лерометра и пеформации за счет периодического нвгруркения имитатора с частотой, при которой не происходит стекания заряда исследуемого пъезоакселерометра, что приводит к увеличению точности измерения на 10-. - . 100%. В своюочередь, более точное определение круговой диаграммы чувствительности позволяет в ряде случаев снизить общуюпогрешность измерения ускорений с 1215% до 8-12%. 1 О формула изобретения Установка для определения чувствительности пъезоакселерометра к деформации объекта "измерения, содержащая имитатор объекта в виде сплошного цилиндра, узел создания деформации в имитаЕгоре и привод вращения имитатора, о тличающий с я тем, что, сцелью 20 повышения точности определения кругоКорректор С, Гарасиняк ПодписноеМинистров СССР