Устройство для измерения механи-ческих параметров

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сфеэ Советских Сфцнапнстическик Республмк(23) приоритет С 01 В 17/04 Государственный комитет СССР но аеаам изобретений н открытийОпубликовано 2802 Л 1, Бюллфтемь Н 9 8 Дата опубликования описания 07. 03. 81Всесоюзный научно-исследовательский инсти методов разведки ВНИИ геофизики)(7 ) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВИзобретение относится к областиизмерения механических параметров,например механических напряженийусилий, перемещений, давлений, ускорений и др,Известно устройство для измерениядеформаций, содержащее пьезопластину с двумя линиями задержки на поверхностных акустических волнах идвумя возбудителями акустическихОволн, блок вычитания частот 11.Однако это устройство обладаетневысокой стабильностью сигнала вследствие рассеивания акустической волны на торцах пьезопластины, что снижает точность и чувствительность измерения,Известно также устройство для измерения механических параметров, 20 содержащее корпус, в котором размещен упругий и воспринимающий элементы, два возбудителя акустических волн, размещенные на одном конце упругого элемента по обе стороны от 25 него два приемника акустических волн, размещенные на другом конце упругого элемента по обе стороны от него и напротив соответствующих возбудителей акустических волн 21. 30 Однако данное устройство не обеспечивает достаточно высокой точности и чувствительности измерения вследствие относительно высокой жесткости конструкции упругого элемента.Цель изобретения - повышение точ" ности и чувствительности измерения,Для достижения указанной цели уп- ругий элемент выполнен в виде 5 образной пьезопластины, концы пластины закреплены в корпусе и на каждом иэ них размещено по возбудителю акустических волн, в центре симметрии пластины укреплен воспринимающий элемент, а приемники акустических волн размещены по обе стороны от него.Для удобства настройки устройство снабжено юстировочным микровинтомт установленным на корпусе и свяэанйым с одним из концов пьезопластины.На чертеже представлена принципиальная схема предложенного устройства.Устройство содержит упругий элемент в виде 5-образной пъеэопластины 1, на концах которой размещены возбудители 2 и 3 акустических волит включающие в себя идентичные излучатели 4 и 5 акустических волн и ав 808840тогенераторы б и 7, Излучатели 4 и 5 подключены к входам автогенераторов б и 7, выходы которых подключены к входу блока 8 вычитания частот, В центре симметрии пластины 1 укреплен воспринимающий элемент 9 (например т инерционная масса). По обеим сторонам воспринимающего элемента 9 размещены приемники 10 и 11 акустичес- . ких волн т подключенные к входу детектора 12 разности фаз или амплитуд, Один из концов пластины 1 закреплен непосредственно в корпусе 13 т а другой связан с юстировочным микровинтом 14 установленным на корпусе 13,Устройство работает следующим об-. разом. 15При отсутствии измеряемого сигнала на воспринимающем элементе 9 амплитуды возбуждаемых автогенераторами б и 7 и излучателями 10 и 11 акустических сигналов ранны и, следо- Щ вательно равен нулю вых,дной сигнал детектора разности фаз или ам плитуд.При воздействии на воспринимающий элемент 9 измеряемого параметра, например усилия Р, обе части пьезопластины 1 деформируются с разными знаками, т. е, одна часть растягивается, а другая сжимается. Вследствие этого нарушается симметрия30 пластины 1 и идентичность условий прохождения акустических волн от излучателей 4 и 5 к приемникам 10 и 11, При этом на выходе детектора 2 иоявляется сигналЬ Оц 2 ИньМ ц(Г)+2 Кд 1 П(Г)+ 2 Ккр Ь Ккр(Р) где ь О - напряжение на выходедетектора 12;К К, и р - соответственно коэфнфициенты крутизны пре.образования в напряжение выходного сигнала детектора 12; И(Г),ьт,(Г) - соответственно изменения резонансной частоты излучателей иприемников под действием измеряемого параметраУ;50Ь Я ир - ИЗМЕНЕНИЕ КРИтИЧЕСКОго радиуса кривизныпластины под действием измеряемого параметра ф.Величина коэффициента кр мо.иет быть установлена аномально высокойза счет резкого изменения коэффици" Гента пропускания акустической волныпри приближении радиуса кривизны пьеэопластины как акустического нолновода к критическому значению.Чувствительность предложенного устройства по частотному выходу составляетЬьыкп 2 Ь и +Ьр 1)+Ми(ГЦгдеМК (Г) - изменение частотыизлучателей от измеряемого воздействия Р за счетизменения импеданса отражения акустической волны.обратно в излучателиот изогнутых областей пьезопластины; Ии аГ - соответственно изменения резонансной частоты излучателей и приемниковот измеряемого ноздействия ;ьГ цП - выходной сигнал навыходе блока 8 вычитания частот.Предложенное устройство для измерения механических параметров позволяет повысить точность за счет снижения термопогрешности, а чувствительность за счет уменьшения жесткости упругого элемента,Формула изобретения1. Устройство для измерения механических параметров, содержащее корпусупругий и воспринимающий элементы, дна возбудителя и два приемника акустических волн о т л иРч а ю щ е е с я тем, что с целью7повышения точности и чувствительности, упругий элемент выполнен в виде5-образной пьезопластины, концы пластины закреплены в корпусе и на каждом из них размещено по возбудителюакустических волн в центре симметтрии пластины укреплен воспринимающийэлемент, а приемники акустическихволн размещены по обе стороны от него,2. Устройство по п.1 о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено юстировочным микровинтом, установленным на корпусе и связанйым с одним иэ концов пьезопластины.Источники информации,принятые во ннимание при экспертизе1, Патент США 9 3888115,кл. 73-88.5, 1975.2. Заявка Франции М 2225719,кл. С 01 В 17/04, 1974.808840 Составитель О.Мельникатор Е.Спиридонова Техред С.Мигунова ректор М.Коста исное БНИИПИ Госуд по делам 113035, Моск