Устройство для измерения величины пъезомодуля керамических элементов

Устройство для измерения величины пъезомодуля керамических элементов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕЛИЧИШ ПЬЕЗОМОДУЛЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ 5 содержащее держатель пьёзоэлементов с двумя электродами, источники переменной и статической сил и измерительный усилитель, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью првьшенияточности и воспроизводимости измерений, устройство снабжено двумя электропроводящими про.кладками и шарниром, при этом одна из прокладок через шарнир и первый 31лектрод связана электрически с входом измерительного усилителя , а механич|ески - с источником статической силы, другая прокладка через второй электрод механически связана с источником переменной силы , а электрически - с землей, причем каждая из прокладок имеет диаметр , равный диаметру пьезоэлемента , а толщину h, удовлетворяющую соотношению ,.)(i-0.) a-J /EJO-) где Е,, Ej и , 2. модули Юнга икоэффициенты Пуассона соответственно материалов W держателя и прокладок; S,j - упругая податливость пьезокерамики в постоянном электрическом оо ю поле; Н от до 0,06 D, где D диаметр Оэ пьезоэлемента .

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„,Я0.„1132231

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ll0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OYHPHTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVlV СВИДЕ ТЕЛЬСТВУ (Оа — lS I E )(1-1) ) (21) 3574611/24-21 (22) 01.04.83 (46) 30. 12.84. Бюл. Ф 48 (72) О.П. Крамаров, M.Â. Богуш, А. И. Сокалло, В. А. Хренкин, В.В. Мадорский и В.Л. Шихман (71) Ростовский ордена Трудового

Красного Знамени государственный университет им. М.А. Суслова (53) 537.228.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ó 277495, кл. G 01 R 29/22, 1966.

2. ГОСТ 12370-80, с. 19 (прото.тип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ВЕЛИЧИНЫ ПЬЕЗОМОДУЛЯ КЕРАМИЧЕСКИХ

ЭЛЕМЕНТОВ, содержащее держатель

»пьезоэлементов с двумя электродами,, источнйки переменной и статической сил и измерительный усилитель, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и воспроиз . водимости измерений, устройство снабжено двумя электронроводящими прокладками и шарниром, при этом одна из прокладок через шарнир и первый электрод связана электрически с входом измерительного усилителя, а механически — с источником .статической силы, другая прокладка ЭСЮ С 01 N 33/38 С 01 R 29 22 через второй электрод механически связана с источником переменной силы, а электрически — с землей, причем каждая as прокладок имеет диаметр, равный диаметру пьезоэлемента, а толщину h удовлетворяющую соотношению где Е,1, Е> и 11„, 2 — модули Юнга и коэффициенты

Пуассона соот.— ветственно материалов держателя и

Е прокладок; з упругая поЛат ливость пьезокерамики в постоянном электрическом. поле; 44

Н от 0 05 до 0 06 D, где Эо- диа- Ь ) метр Я пьезо- фф элемен-, та..

1132231

Е 1З элемен10

50

Изобретение относится к измерительной технике.

Известно устройство, содержащее генератор сигналов, милливольтметр, электронный частотомер, держатель образца и пассивный четырехполюсник 111.

Недостатком этого устройства является большая трудоемкость процесса измерений.

Известно также устройство, содержащее держатель пьезоэлементов, источники переменной и статической сил и измерительный усилитель (2).

Недостатком этого устройства является низкая точность и воспроиэводимость. цель изобретения — повьппение точности и воспроизводимости измере- 20 ний.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения величины пьезомодуля керамических элементов, содержащее держатель 25 пьезоэлементов с двумя электродами, источники переменной и статической сил и измерительный усилитель, снабжено двумя электропроводящими прокладками и шарниром, при этом щ0 одна из прокладок через шарнир и первый электрод связана электрически с входом измерительного усилителя, а механически — с источником статической силы, другая прокладка через второй электрод механически связана с источником переменной силы, а электрически — с землей, причем каждая из прокладок имеет диаметр, равный диаметру пьезоэлемента,40 а толщину h удовлетворяющую соотношению где Е„, К и 1), )» — модули Юнга и. коэффициенты

Пуассона соответственно материалов держателя и прокладок; — упругая подат-1 ливость пьезо- керамики в постоянном электрическом поле.

Н от 0 05 до 0 06D, где D — диаметр пьезо- та.

На чертеже представлена струк турная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит держатель 1, I снабженный шарниром 2, прокладки 3 с размещенным между ними измеряемым пьезоэлементом 4, усилитель 5, источники 6 и 7 соответственно переменной и статической сил.

Устройство работает следующим образом.

Усилитель 5 регистрирует заряд на электродах пьезоэлемента, появляющийся в результате действия переменной силы Р от источника 6 (электромагнитного вибратора). Статическая сила E от источника 7 обеспечивает передачу на пьезоэлемент переменной силы в режиме как сжатия, так и растяжения. Шарнир 2 способствует равномерному воздействию сил на всю поверхность пьезоэлемента.

Прокладки из материала с низким модулем Юнга существенно снижают концентрацию механических напряжений на микродефектах его поверхности и одновременно, имея оптимальную толщину, компенсируют эффект бокового зажатия так, что потенциальные силы на поверхности пьезоэлемента становятся равными нулю, а в его объеме действуют только механические напряжения, параллельные внешним силам.

Таким образом, лишь при огределенной толщине прокладок, рассчитанной по формуле, фактические перемещения образца будут совпадать с перемещениями его в свободном состоянии и измеряемый сигнал будет равен истинному значению пьезомодуля за счет уменьшения бокового зажатия пьезоэлемента при измерениях, обеспечивая повьппение точности и воспроизводимости измерений.

1132231

Составитель В. Королев

Техред Ж. Кастелевич Корректор K. Сирохман

Редактор M. Петрова

Подписное

Заказ 9785/38 краж 822

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4