Вибропреобразователь

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 993130 СоюзСоветсникСоциалистическикРеспублик(53)В. Кл, 6 01 Р 15/09 с присоединением заявки МГееударстеееей кемвтет ФСТР ав делам кзфвретеввв в вткрытийДата опубликования описания 30.01.83 Г, Г, Муиаидае, Д. и. Демурия, Г. Н. Циклаури ф щщ и С. Л. Гамцемлидзе(4) ВИБРОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 1Изобретение относится к измерительной технике, а именно к пьезоэлектрическим виброизмерителям ускорения,Известно устройство, в котором с целью уменьшения чувствительности5 виброизмерительного преобразователяк поперечным ускорениям, чувствительный элемент (пьезоэлемент ) выполненв виде кольца, прижатого к корпусу инерционной массы, выполненной Т-образной формы, центр тяжести которойсовпадает с центром тяжести пьезоэлемента 1 3Недостатком данной конструкции является то, что она необеспечиваетполной компенсации поперечной чувст.вительности вибропреобразователя, таккак на нерабочих поверхностях пьезоэлемента происходит накопление заряда, способствующее повышению чувст.- вительности вибропреобразователя впоперечном направлении. Применениечувствительного элемента .в виде коль 2ца значительно снижает чувствитель,-ность преобразователя в рабочем на" правлении. Кроме того, взаимосвязь между элементами системы инерционная масса - чувствительный элемент " корпус осуществляется посредством склеивания смежных поверхностей указанных элементов, что значительно ограничивает амплитудный диапазон измеряемых виброускорений. Процесс замены и подбора чувствительных элементов, с целью получения наименьших значений поперечной чувствительности, трудоемок и сложен.9 Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является вибропреобразователь, содержащий размещенную в корпусе инерционную массу с прикрепленным к ней пьезоэлементом, компенсационные электроды, расположенные диаметрально противоположно относительно пьезоэлемента нормально9931 3к оси максимальной поперечной чувствительности 2 .Недостатком известной конструкции является невысокая точность компенсации поперечной чувствительности вибропреобразователя, так как приравнивание значений зарядов, снимаемых с основных и компенсационных электродов происходит дискретно путем измененияплощади компенсационных электродовнанесенных непосредственно на нерабочих поверхностях чувствительногоэлемента путем серебрения или использования проводящего клея и т.д.Следовательно, усложнен процесс при",равнивания зарядов, что снижает эффективность компенсации поперечной чувствительности и увеличивает время . наладочных работ,Цель изобретения - повышение точ"ности компенсации поперечной чувствительности вибропреобразователя.Указанная цель достигается тем,что в вибропреобразователе, содерващем размещенную в корпусе инерцион. ную массу с прикрепленным к ней пьезоэлементом, компенсационные электроды, расположенные диаметрально противоположно относительно пьезоэлемента нормально к оси максимальной поперечной чувствительности, компен 30 сационные электроды выполнены в виде упругих пластин, закрепленных в держателях, имеющих Форму сегмента срадиусом кривизны, равным радиусу пьезоэлемента и установленных в корпусе с возможностью перемещения пооси максимальной поперечной чувствительности пьезоэлемента. На фиг, 1 показана конструкция виб;ц роизмерительного преобразователя ускорения; на Фиг. 2 - разрез А-А на Фиг. 1.Вибропреобразователь содержит корпус 1, инерционный элемент 2, имею-щий пазы 3 на торце окружности через каждые 30 О, чувствйтельнцй элементприкрепленный к инерционному элементу 2, пружину 5, крышку 6, име- . ющую шлици две диаметрально противоположно расположенные направляющие (выступы) 8, .входящие в пазы 3 инерционного элемента 2, (крышка 6 имеет выступ 9 для Фиксации расположения пружины 5), плоские упругие электроды (пластины) 10, закреплен" ные в держателях 11 и расположенные диаметрально противоположно относи 304тельно чувствительного элемента 4,держатели 11 выполнены в виде сегмента с радиусом кривизны, равным радиусу чувствительного элемента 4 ижестко связаны с ползунками 12 изолируемой втулкой 13, ползунки 12имеют возможность перемещения в горизонтальной плоскости в специальных направляющих 14 посредством винтов 15, корпус 1 имеет отметки 16 поокружности для Фиксации расположения.шлица 1.Равенство радиусов кривизны сегментообразных держателей 11 и чувствительного элемента 4 дает возможность максимального облегчения упругих пластин электродов ) 10 на нерабочей поверхности чувствительногоэлемента 4, что обеспечивает варьирование в широких пределах площадисоприкосновения ц, следовательно,значений зарядов дополнительных (компенсационных ) электродов 10.Компенсация поперечной чувствительности вибропреобразователя осуществляется следующим образом.В исходном состоянии упругие электроды .10 с помощью винтов 15 отодвигаются от чувствительного элемента 4на некоторое. расстояние упругиеэлектроды 10 не должны касаться чувствительного элемента 41 Фиксируетсярасположение шпица 7 крышки б по сегментам 16 (относительно корпуса 1).Вибропреобразователь крепится навибраторе таким образом, что егоось чувствительности устанавливается перпендикулярно оси направленияподвижной системы вибратора и расположение упругих электродов 10 совпадает с направлением оси подвижнойсистемы вибратора. Затем снимаетсядиаграмма направленности исследуемого вибропреобразователя,8 частности, при определенном значении виброускорения снимается показание исследуемого вибропреобразователя. После этого снимается крышка б. Совместно с крышкой б из корпуса вынимаются пружина 5, инерционный элемент 2 и чувствительный элемент 4. Затем система крышка 6, пружина 5 и инерционный элемент 2 с чувствительным элементом 4 устанавливается дном кверху и переставляютсянаправляющие 8 крышки б на последующие пазы 3 в корпусе 1 (расположенные через каждые 30). После этогоупомянутая система обратно встраива.,5 9931ется в корпус 1 и далее шлиц 7 крыш-"ки б выставляется в положение зафиксированное в первом случае. Следовательно, в данном случае происходит поворот инерционного 2 и чувствительного 4 элементов на 30 отноосительно прежнего расположения, В.данном положении снимаются показанияисследуемого вибропреобразователя натом же уровне виброускорения. Вся 10процедура. повторяется и для остальных дискретных положений (по кругучерез каждые 30 )ипосле полного оборота (на 360 )чувствительного элемента 4 по полученной измерительной 3%информации, являющейся диаграммойнаправленности исследуемого вибропреобразователя, определяется направление вектора максимальной поперечной чувствительности. Далее производит-Эъся совмещение направлений вектора максимальной поперечной чувствительности ис,следуемого вибропреобразователя снаправлением расположения компенсационных упругих электродов, Это осуществляется посредством перестановкиинерционного элемента 2 совместнос чувствительным элементом 4 ) в со-ответствующее положение,После совпадения направлений век- зтора максимальной поперечной чувствительности с направлением расположения компенсационных упругих электродов 10 производят перемещение держателей 11 в сторону чувствительного элемента 4 посредством поворотавинтов 15, следовательно, происходитсоприкосновение компенсационных упругих электродов 1 О с нерабочей поверхностью чувствительного элемен.та 4, С момента соприкосновения происходит изменение величины заряда 1 накопленного на нерабочей поверхностичувствительного элемента Ц снимаемого с компенсационных упругих электродов 10, и сличение его с велициной заряда, снимаемого с основныхэлектродов 17 чувствительного элемента 4, при определенном значениивиброускорения. Плавное изменениеплощади соприкосновения компенса ционных упругих электродов 10 с нерабочей поверхностью чувствительного элемента 4 происходит до тех порпосредством поворота винта 13 ), по 5ка величина заряда, снимаемого с ком"пенсационных упругих электродов 1 О,не станет равной значению величины 30 6заряда, снимаемого с основных электродов 17 чувствительного элемента 4, После этого каждый. из компенсационных упругих электродов 10, расположенных на нерабочей поверхности чувствительного элемента 4, электрически соединяют с основным электродом 17 чувствительного элемента 4 противоположной полярности и производят фиксацию винта 15.Технико-экономической эффективностью предлагаемого вибропреобразователя ускорения является повышение точности измереиия параметров вибрации за счет более полной компенсации поперецной чувствительности, Кроме того, в случае нарушения компенсации зарядов от поперечной чувствительности, что может быть вызвано старением и релаксационными явлениями чувствительного элемента и жесткости пружины, в предлагаемом устройстве имеется возможность заново провести регулирование системы и компенсацию поперечной цувствительности вибропреобразователя.Формула изобретенияВибропреобразователь, содержащий размещенную в корпусе .инерционную массу с прикрепленным к ней пьезоэлементом, компенсационные электроды, расположенные диаметрально противоположно относительно пьезоэлемента нормально к оси максимальной поперечной чувствительности, о т" л и ч а ю щ и й с я тем, цто, с целью повышения точности компенсации поперечной чувстчительности вибропреобразователя, компенсационные электроды выполнены в виде упругих пластин, закрепленных в держателях имеющих форму сегмента с радиусом кривизны, равным радиусу пьезоэлемента, и установленных в корпусе с возможностью перемещения по оси мак" симальной поперечной чувствительности пьезоэлемента.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 109258, кл. С 01 Р 15/09, 1957.2. Авторское свидетельство СССРйф 373626, кл, С 01 Р 15/09, 1971/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 46/59НИИПИ Госуд по делам из 13035, Моск Тираж 871рственногобретений иа, Ж, Ра Подписноеомитета СССРткрытийщская наб д, 4