Способ определения коэффициента пре-образования пьезоакселерометра

Союз Советских Социалистическик Республик(61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 2509,79 (2) 2826263/18-10с присоединением заявки Мо(51)М. Кл.з 6 О 1 Р 21/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 15.06,81 Бюллетень М 22 Дата опубликования описания 1506.81) Заявите 4) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПЬЕЗОАКСЕЛЕРОИЕТРА2 Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь-. зовано при определении коэффициента . преобразования пьезоэлектрических акселерометров.Известны способы определения ко-. эффициента преобразования пьезоакселерометра методом сравнения с коэффициентом преобразования образцового пьезоакселерометра. Проверяемый и образцовый акселерометры подвергают одной и той жевибрации, измеряют выходные сигналы каждого из них, и сравнивают эти сигналы. При этом для измерения. выходных сигналов каждый из акселе- метров подключают поочередно через соответствующие согласующие каскады к измерительному прибору 13 .Недостаток способа заключается в невысокой точности сравнения из-эа 20 различных параметров входных цепей согласующих каскадов. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к .25 предлагаемому является способ, заключающийся в том, что образцовый и прс- веряемый пьеэоакселерометры подвер- . гают воздействию одной и той же вибрации, измеряют сигналы пьезоак-,. ЗО селерометров и сравнивают их между: собой Г 21.Недостатком этого способа также является невысокая точность сравнения из-за влияния на результат сравнения постоянных времени обоих пьеэоакселерометров .при их подключении к измерительному устройству,что предъявляет особые требования к входным, параметрам этого устройства, а в ряде . случаев требуются дополнительные расчеты, учитывакщие влияние параметров всей схемы.Цель изобретения - повышение точности определения коэффициента преобразования пьезоакселерометра засчет исключения влияния на конечный результат постоянных времениобоих пьезоакселерометров и изме"рительного устройства,Укаэанная цель достигается тем,что измеряют сигнала пьезоакселеро-.метров при их параллельном и сог"ласном включении, затем - при параллельном и встречном включении, одно",.временно с каждым измерением фиксируют изменение сдвига Фазы измеряемого сигнала относительно опорногоа величину коэффициента преобразова 1ния по заряду проверяемого пьезоакселерометра определяют по Формулам. 0 +02М - к01- Оя.х ОП+О Пои дЧ О, (г) пРи ЬЮ=(80, (1) ц 4+20 и гас))по заряду проверяемого0пьезоакселерометра;К 0 - коэффициент преобразованияпо заряду образцовогопьезоакселерометра;О - напряжение при согласномвключении пьезоакселерометров;О - напряжение при встречномвключении пьеэоакселерометров;ьЧ - изменение сдвига Фазы из. меряемого напряжения относительно опорного напряжения при изменении направления включения образцовогопьезоакселерометра. 25На Фиг. 1 представлено устройство для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - схема соединения пьезоакселерометров при согласном вклю- чении; на фиг,.3 - то же, при встреч-З 0 ном включении.Устройство содержит выбратор 1, на платформе 2 которого через иэолиругощие переходники 3, установлены проверяемый 4 и образцовый 5 пьезоаксе- . лерометры. Выход образцового пьезоакселерометра 5 подключен ко входу коммутационного блока б, выход которого соединен со входом милливольтметра 7 и через усилитель 8 с первым входом индикатора Фазы 9. Выход прове ряемого пьезоакселерометра 4 подключен к выходу коммутационного блока б. Со вторым входом индикатора фазы 9 и вибратором 1 соединен выход генератора 10. Коммутационный блок б обеспечивает встречное или согласное включение параллельно соединенных ньезоакселерометров 4 и 5.Измерение коэффициента преобразования.по заряду пьезоакселерометра производится следующим образом.С помощью генератора 10 платфор-ма 2 вибратора 1 приводится в:. колебательное движение так,что на проверяемый и образцовый ,пьезоакселерометры, соединенные параллельно, воздейстзует одна и та же вибрация. Пьезоакселерометры 4 и 5 включают коммутационным блоком б согласно (см. фиг.2) и измеряют напряжение на входе вольтметра 7, равное 60где Р - заряд проверяемого пьезоакселерометра 4;заряд образцового пьезоаксеОлерометра 5;ВС - постоянная времени двухпьезоакселерометров 4 и 5,входа вольтметра 7.и усилителя 6,а - круговая частота,Одновременно Фиксируют Фазовыйсдвиг между О.г и опорным напряжениемс генератора 10 по индикатору Фазы9. При этом точная величина сдвигаФазы не имеет значения. Затем пьезоакселерометры 4 и 5 коммутационнымблоком б включают встречно (см. Фиг, 4при этом измеряют напряжение О навходе вольтметра 7 и Фиксируют фазовый сдвиг между напряжением О иопорным напряжением с генератора 10.Если разность фазовых сдвигов ЛЧравна нулю, то это равноценно тому,что Ю( пО фх-Йо 1+ (ФАС (и 3 Ю Если ЬЧ =180, то этс равноценно0 о хи(юа) Из формул (3), (4.) и (5) находятотношение зарядов,а следовательно,коэффициентов преобразования позаряду пьезоакселерометров ПРИ ЬЧ=О, пРи ъч гео й (о з О " Д 1 К О- Ог. К(г О+ 2 Отсюда:КО +01 х 0 О-О при АМ=0,ПРИ Ь 1 Ъ (80" О,+О Положительный эффект предлагаемого способа заключается в повышении точности определения коэффициента преобразования пьезоакселерометра за счет того, что в Формулу для сравнения коэффициенов преобразования по заряду не входят постоянные времени пьезо- акселерометров, вольтметра и усилителя. При обоих положениях коммутационного блока .б постоянные времени равны и не влияют на результат сравнения. Это дает возможность вести сравнение на низких частотах, причем предел в сторону низких частот ограничен лишь чувствительностью вольтметра 7. К измерительному вольт838591 О 1 Ф 2К=Кх О О,-О е и 7 Подписно П фПатент", г, Ужг ул. Проектная л метру не предъявляется особых требований по входному сопротивлению и величине входной емкости, что позволяет работать с простыми вольтметрами и получать при этом результаты, зависящие только от класса применяемого вольтметра.формула изобретенияСпособ определения коэффициента преобразования пьезоакселерометра, заключающийся в том, что образцовый и проверяемый пьезоакселерометры подвергают. воздействию одной и той же вибрации, изменяют сигналы пьезоакселерометров и сравнивают их между собой, о т л и ча ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения, измеряют сигналы пьеэоакселерометров при их параллельном и согласном включении, затем - при параллельном и встречном включении, одновременно с каждым измерением фиксируют изменение сдвига фазы измеряемого сигнала относительно опорного, а величину коэффициента преобразования по заряду проверяемого пьезоакселерометра определяют по формулам . ИИПИ Заказ 4419/68 где Кк - коэффициент преобразования по заряду проверяемогопьезоакселерометра;Ко - коэффициент преобразования по заряду образцовогопьезоакселерометра, 10О - напряжение при согласномвключении пьезоакселерометров;О - напряжение при встречномвключении пьезоакселерометров15 йЧ - ,изменение, сдвига фазы измеряемого напряжения относительно опорного напряжения.при изменении направления включения образцового 20 пьезоакселерометра,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Описание и правила эксплуата ции калибратора вибратодатчиков 25 лк, гдр, уев кет, "Отто 5 снбн",0 ЙЕ 50 ЕЙ.