Пьезоэлектрический измерительный преобразователь ускорения

"4",; адвител инградский ордена Красногоинститут 5 Ь) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИЗИЕРИТЕЛЬНЬ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬУСКОРЕНИЯИзобретение относится к измерению параметров движения, в частности к пьезоэлектрическим измерительным пре .образователям, предназначенным для измерения ударных ускорений, и может быть использовано для измерений усилий и давлений,Известные измерительные преобразователи ускорений имеют относительн низкую помехозащищенность вследстви того,цто электроды пьезоэлементов имеют непосредственное подсоединение к соединительному кабелю, длина которого, а следовательно, и уровень создаваемых помех может быть значие ельным к предлагаемо ости и достига яется устройст вствительного нную на пьезоэ в корпусе, и20 л Наиболее близким по технической сущн мым результатам явл содержащее массу цу элемента, установле менте, закрепленном соединительный кабе Недостатком этого устройства является относительно низкая чувствительность при дистанционном измерении ударных ускорений, обусловленная значительной емкостью, вно симой соединительным кабелем, и низкая помехозащищенность.Целью изобретения является повышение помехозащищенности.Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены последовательно соединенные между собой разрядник и резистор, подключенные к электродам,а соединительный кабель подключен к резистору.На Фиг.1 представлена упрощенная конструктивная схема пьезоэлектрического измерительного преобразователя на Фиг.2 " его электрическая схема,Пьезоэлектрический измерительмый преобразователь ускорения см,фиг. 1) содержит, основание 1 корпуса, на котором размещены пьезоэлемент 2, выполненный в виде шайбы и нагружен923233 ный массой 3, выполняющий одновременно и функцию электрода пьезоэлемента 2. В пазах массы 3 установлены резистор 1 и разрядник 5, изолироВанные от массы 3 с помощью трубок 6, 5 выполненных из изоляционного материала, Один конец резистора электрически соединен с основанием корпуса 1, а другой - с центральным штырем разъема 7 и одновременно с одним из электро дов разрядника ъ, Масса 3, пьезоэлемент 2.,и основание 1, которое является ОднОВРеменно и Вторым Электро дом пьезоэлемента, склеены между собой, Для балансировки массы 3 в ней 15 имеется полость 8, Для устранения В 1 илния внешней среды к основанию 1 преобразователя крепится крышка 9. Разрядник 5 может быть вакуумным либо газозаполненным. 26Перед измерением преобразователь завинчивают В резьбовое отверстие, заранее подготовленное в объекте, Ось отверстия совпадает с направлением измеряемой компоненты ускорения, К 2 разъему 7 привинчивают ответную часть разъема соединительного кабеля (на иг,2 не показан. Другой разъем сое" динительного кабеля подключайт ко входу усилительно"согласующего блока. З 6 35еФ.ФПри наличии ускорения % (см. Фиг. 1) пьезоэлемент 2 испытывает инерционное воздействие от массы 3. При де,формации пьезоэлемента 2 на его поверхности возникают электрические заряды, Так как измеряемое ускорение не может меняться мгновенно, то по мере его нарастания пропорционально растут заряд и разность потенциалов между электродами 10 пьезоэлемента 11 (см.шиг,21, а сле" довательно, и на электродах разрядника 12 е Пьезоэлектрический измерительныйпреобразователь ускорения, содержащий массу чувствительного элемента,установленную на пьезоэлементе, закрепленном в корпусе, и соединительный кабель, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения помехозащищенности, в него введены послед довательно соединенные между собойразрядник и резистор, подключенныек электродам, а соединительный кабель подключен к резистору,Пьезоэлектрический измерительныйпреобразователь ускорений работаетследующим образом,СопРОтивление Разрядника 12 до наступления пробоя рави сопротив" ление изоляции, которое на несколько порядков больше величины сопротивления резистора 13. Поэтому напряжение на электродах разрядника прак- тически до наступления пробоя равно напряжению на электродах пьезоэлемента. В момент превышения значения пробивного напряжения разрядникапроисходит искровой разряд. 8 моментразряда сопротивление разрядника12 резко падает, при этом через негопротекает ток короткого замыкания, врезультате чего на резисторевозникает кратковременный импульснапряжения. Длительность импульсаопределяется временем пробоя, ко"торый прекращается как только раз"ность потенциалов между электродами10 не уменьшится до напряжения пога"сания Разрядника 12, По мере дальней"шего нарастания ускорения заряд наэлектродах 10 и разность потенциалов снова будут расти до наступления следующего искрового разрядав разряднике 12, Описанный процессбудет повторяться по мере нарастанияударного ускорения,Таким образом, за время нарастания ускорения на резисторе 13 появится ся серия коротких импульсов напряжения, которые через соединительный кабель 1 М поступают на согласующий усилитель и далее на измерительную аппаратуру (на Фиг.2 не показаны 1. Число импульсов и интервалы времени между ними несут в себе информацию об измеряемом ударном ускорении. За счет относительно большой импульсноймощности по сравнению с мощностью сигнала при непосредственном непрерывном измерении заряда на электродах улучшается помехозащищенность при измерениях, при этом жмеется возможность проводить измерения ударных ускорений при значительном уда-лении измерительной аппаратуры от места установки пьезоэлектрического измерительного преобразователя,формула изобретения928233 ПИ Заказ 3227/55 Тираж 8 писно тная,город, у Источники информации, принятые во;,внимание при экспертизе1. Приборы и системы для измерения вибрации, шума и удара, Кн 1 под ред. В.В.Клюева, И "Иашиностроение", 1978, с. 19-51. филиал ППП "Патент", г 2. Проектирование датчиков для измерения механических величин.Под