Пьезоэлектрический преобразователь ускорения

ная 1теч ю тем че к яб о(;иОте" О П ИЗО 878 Союз СоветскихоциалистическихРеспублик БРЕТ ТОРСКОМ(61) Дополнительное к авт. св (22) Заявлено 10,04.78 (21) 260 Р 15/ присоединением заявки сударственныи комитетпо делам изобретен и открытий(45) Дата опубликования опис 72) Автор изобретения еев 4) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УСКОРЕНИЯ(фиг, 2) енный в илиндри- ляющийснаружи 4 и ком- графиче- инерци- ирующее труб корп чески ся о симм пенс ской онна звено(71) Заявитель Ленинградский орден Изобретение относится к измерению параметров движения, в частности к акселерометрам с пьезоэлектрическими преобразователями.Известные акселерометры с пьезоэлектрическими преобразователями имеют неравномерную амплитудно-частотную характеристику с сильно выраженным резонансом, что при измерении быстроменяющихся ускорений приводит к значительным динамическим погрешностям. При измерении медленно меняющихся в широком диапазоне ускорений с одновременным требованием высокой чувствительности для перекрытия всего диапазона измеряемых ускорений приходится прибегать к использованию набора из нескольких пьезопреобразователей 1 - 3.Наиболее близкое к изобретению техническое решение в акселерометр 3, содержащий консольно закрепленный в корпусе пьезоэлемент с электродами, инерциенную массу, присоединенную к свободному концу пьезоэлемента, и усилитель, связанный с электродами.Это устройство из-за сильно выраженной резонансной характеристики имеет ограниченный частотный диапазон измеряемых ускорений.Цель изобретения - повышение динамисного Знамени механический институт ческои точности пьезоэлектрическог образователя ускорений.Указанная цель достигается тем, что внего введено корректирующее звено, вклю ченное между выходом усилителя и дополнительными электродами, закрепленными на пьезоэлементе.На фиг, 1 показан предлагаемый преобразователь; на фиг. 2 в то же, вариант.10 Преобразователь содержит корпус 1, пьезоэлемент 2, инерционную массу 3, основные электроды 4, 5, дополнительные компенсационные электроды 6, 7, усилитель 8 и корректирующее звено 9 обратной связи.15 Корректирующее звено представляет собой,например, соединенные входными цепями дифференцирующую цепочку и инвертирующий усилитель, выходы которых подключены на соответствующие входы суммато Ра другом варианте устройства чатый пьезоэлемент 1, закреп усе 2, имеет один сплошной ц й внутренний электрод 3, я бщим для расположенных етрично основного электрода ационного 5. Для упрощения части на фиг. 2 не показань я масса, усилитель и коррек обратной связи,Пьезоэлектрический преобразователь ускорения работает следующим образом,При появлении ускорения (фиг, 1) инерционное усилие от инерционной массы 3 сжимает (растягивает) пьезоэлемент 2. Вследствие поперечного пьезоэффекта на электродах 4 и 5 возникают электрические заряды, создающие напряжение на входе усилителя 8. Усиленный усилителем 8 сигнал через корректирующее звено обратной связи 9 поступает на дополнительные корректирующие электроды 6 и 7 пьезоэлемента 2. Между электродами б и 7 возникает электрическое поле, которое вследствие обратного пьезоэффекта обеспечивает удлинение (сжатие) пьезоэлемента 2, реализуя тем самым отрицательную обратную связь.В результате при указанном выше корректирующем звене происходит как бы повышение механической жесткости пьезоэлемента, и увеличение его собственной частоты (при соответствующем снижении коэффициента преобразования) и осуществляется дополнительное демпфирование пьезоэлемента. Корректирующее звено может быть выполнено многодиапазонным с различным функциональным набором корректирующих цепей и возможностью переключения измерительного преобразователя в целом на наиболее выгодный, с точки зрения точностных параметров, режим работы. Таким образом, происходит коррекцияамплитудно-частотной характеристики первичного преобразователя и следовательноповышение динамической точности, а так 5 же создаются условия для расширения рабочего диапазона частот измеряемых ускорений и улучшения динамических характеристик всего измерительного преобразователя в целом.10Формула изобретенияПьезоэлектрический преобразователь ускорения, содержащий консольно закрепленный в корпусе пьезоэлемент с электродами,15 инерционную массу, присоединенную к свободному концу пьезоэлемента, усилитель,связанный с электродами, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения динамической точности, в него введено корректирующее звено, включенное между выходом усилителя и дополнительными электродами,закрепленными на пьезоэлементе,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР116713, кл. 6 01 Р 15/08, 1957.2, Авторское свидетельство СССР119690, кл. 6 01 Р 15/08, 1958,3. Гик Л. Д. Измерение вибраций. Науз 0 ка, Новосибирск, 1972, с. 189, 195 (прототип).718789 фиг. 2 Составитель К. Лукомский Техред В, Серякова Корректор В, Дод Редактор Т. Рыбалова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 2922/11 Изд, Мв 172 Тираж 1033 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5