Способ изготовления пьезоэлектрического вибродатчика типа “тендем

СОЮЗ СОБЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 80152 4 С 01 Р 15 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОПРИ ГКНТ СССР ИТЕТРЫТИЯМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТЕПЬСТВУ Н АВТОРСКОМ 4-10; 4430079/1 О Бюп, 11 44сследовательский ин копии Московского ц ствеццого объединен иш(54) СЛОСО 15 И 310 тИИЕСКОГО ИпогА (57) Изобретениеэлектрическим вибкая пр ец 11 з 1 с 1111 ОГ т отцл р оа(21) 4455932/ (22) 24,05.88 (46) 30,11,89 (71) 11 аучцо- стптут ицтрос учцо-производ Спектр" (72) Ю.И, Иор (53) 53 1.768 росе параметров достигается благодаря унификации и подбору основныхдвух узлов вибродатчика, состоящихиз пакета пьезопластин 4, которыесобирают в днище фермы 1 с кососимметричцым расположением стыковочныхзубцов 2 и 3 ца боковьж поверхностях фермы. Между пакетами пьезопластцц устанавливают инерционный элемент 6, Фермы с пакетами пьезопластиц ц инерционным элементом стягивают и скрепляют в технологическойструбдице с контролируемым усилиемв единый измерительный блок, 4 з.п, 1525585Изобретение относится к виброметрии, а именно к пьезоэлектрическим вибродатчикам, работающим в режиме акселерометра.Цель изобретения - уменьшениеразброса параметров при серийном изготовлении датчиков эа счег унификации узлов,На фиг. 1 показано кососиммет Оричное расположение зубцов ца примерепростых ферм, изготовленных из прямоугольных полос в виде буквы П ирасполагаемых одна против другой;на фиг. 2 - процесс сборки вибродатчика; на фиг, 3 - собранный датчик,общий вид; на фиг, 4 - взаимное расположение осей датчика и рабочей оси(оно же - направление поляризациипьеэопластин) в зависимости от использования сдвигового или компрессионного пьезомодуля; на фиг. 5ферма в виде стакана с двум, зубцами на цилиндрической поверхн;сти;на фиг, 6 - схема расположен я осей 25чувствительности блоков при сборкетрехкомпонентного вибродатчика.На фиг. 1 показана ферма 1, выгнутая в форме буквы П из прямоугольной полосы с гпами в виде прямоугольных зубцов 2 и 3 на концах. Зубцовна каждом конце может быть большеодного (не показано) с кососимметричным их расположением так, что приобращении фермы 1 к такой же ферме1 одна к другой открытыми концами ззубцы одной фермы входят в промежутки между зубцами другой фермы.На днищах обеих ферм производитсясборка двух одинаковых узлов, состоя 40щих каждый из пакета пьезопластин 4,упругого регулирующего элемента 5 иполовины инерционного элемента 6, которую в дальнейшем скрепляют с такойже половиной, входящей в состав второго узла непосредственно или черезизолирующую прокладку 7 (фиг. 2),Другие изолирующие прокладки, которые могут понадобиться при монтаже,не показаны. Кроме того, в зависимости от конструкции упругого элементав каждый узел может входить установочная площадка 8,В условиях серийного производстваописанные узлы изготавливают в доста 55точном количестве самостоятельно,определяют физические параметры иподбирают попарно с возможно близкими параметрами,Отобранные два узла смыкают открытыми торцами Ферм (Фцг, 1) и стягивают между собой в технологическойструбццце (це показано) обжатнем вточках а и Ь (Фцг, 2) прц помощиключа с калиброванным усилием, Послеэтого Фермы скрепляют, преимущественно сваривают в точках касания цротивопочожных зубцов, в общий кожух 9 ((фиг. 3), представляющий единый измерительный блок в виде инерционногоэлемента, упруго зажатого между двумя пакетами пьеэокерамическнх пластин. Такой блок 9 вынимают цз струбцицы, устанавливают, например, цамонтажном основании 10 через колонку11 и накрывают экраном 12, защищающим от внешних полей, Для лучшейцентровки составляющих элементов изащиты от поперечной вибрации возможно подкрепление в виде шпильки 13,проходящей через заранее предусмотренные отверстия во всех элементах,На фиг, 4 оперенная ст алка Нпоказывает направление рабочей осичувствительности датчика относительно плоскости пьезопластиц ху в зависимости от используемого цьезомодуляпластин - сдвигового д,. цли компрессионцого с 1В случае использования сдвцговогопьезомодуля переворачивание двухферм одна относительцо другой вокруг осц х (фиг. 1) на 180 благодаря кососимметричцому расположениюзубцов не нарушает механической стыкуемости узлов, а так как направление поляризации при этом изменяетсяна противоположное, то обогащаютсявозможности комбинаций электрическогосоединения пластин, что может бытьиспользовано для взаимокомпенсацииразличных помех,Фермы могут иметь форму стаканов(Фиг. 5) с зубцами 14 по краям открытых торцов. После их стягивания вструбцине и сваривация под натягомгерметическим швом стаканы образуют замкнутый кожух, являющийся защитным экраном, который может Сытьустановлен на монтажном основании.При изготовлении высокочастотныхвибродатчиков, требующих повышенногокоэффициента упругости и уменьшенноймассы подвижной части, узлы могутсобираться без упругого элеецта 5и площадки 8, т,е, состоящими только из пьезопакета, устанав.ьцваемогонепосредственно в днище фермы, 11 ри этом целиковый инерционный элемент вклаць лают между узламц перед их стягиванием. 1 рц изготовлении особовысокочастотных датчиков пьезопакет может состоять из одной единственной пьезопластины, а самостоятельный инерционный элемент может отсутствовать,т,е. используется распределенная масса пьезоэлемента.С целью измерения двух- или трех- компонентной пространственной вибрации на общеи основании 15 могут быть смонтированы соответственно два или три измерительных блока 16, 17 и 18 с осямц чувствительности, расположенпымц перпендикулярно одна другой (Фцг. 6).Б результате внедрения предлагаемого способа изготовления вцбродатчцка типа "Тендем" появляется возможность выпуска современных пьезодатчнков дифференциального типа с унифиццрованнымц узлами, обладающими хорошими метрологическими данными и малым разбросом параметровформула изобретения1, Способ изготовления пьезоэлектрического впбродатчика типа "Тендем" путем набора двух пьезоэлементов в виде пластин и инерционного элемента между ними, последующего стягивания указанных элементов и их установки в кожухе, который укрепляют на монтажном основании, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения разброса параметров внбродатчика прц серийном изготовлени за счет унификации узлов, вибродатчик изготавливают нз одинаковых узлов, каждый из которых собирают из пакета пластин, илц одной пластины пьезоэлемента, устанавливаемых внутри Фермы, выполненной предварительно с днищем и шипами преимущественно ввиде прямоугольных зубцов, расположенных кососцмметрично на боковых поверхностях фермыориентированных перпендикулярно днищу, из этих узлов выбирают два с близкими физическими параметрами, после чего между пакетамипластин устанавливают инерционный элемент, а фермы с пакетами пьезоэлементов и инерционным элементом стягиваютс заданным усилием таким образом,чтобы зубцы каждой из ферм вошли впромежутки между зубцами противоположной фермы, скрепляют эти фермы междусобой в единый кожух, который устанавливают на монтажном основании.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ ц й с я тем, что, с целью созданиясплошного экранирования от наводок,фермы выполняют в виде стаканов сзубцамн и после стягивания узлов сваривают зубцы герметичным швом,3. Способ по и, 1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью облегчения процесса сборки, ферму выполняютв виде буквы П из прямоугольной полосы, вырезают на концах полосы зубцы,а после сварки зубцов противолежаших Ферм и установки образовавшегосяблока на монтажном основании накрываютих общим экраном.А. Способ по пп. 1 - 3, о т л ич а ю щ и й с я тем, что инерционный элемент предварительно выполняютиз двух одинаковых частей, каждую изкоторых скрепляют с соответствующимпакетом пластин, а перед стягиваниемузлов части инерционного элемента40скрепляют между собой,5. Способ по пп. 1 - 4, о т л цч а ю щ и й с я тем, что. узлы иинерционный элемент между ними стягивают в струбцине, фермы скрепляют, аобразовавшийся блок вынимают из струбцины и устанавливают на монтажном основании.)7 18 Составитель Г. МакароваТехред М.Дидык рректор М, Васильева Редактор М. Пет Заказ 7216/39 Тираж 789 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при113035, Москва, Ж, Рауюская наб д. 4/5 ГГ ССГ зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10