Устройство для акустоэлектронного измерения линейных перемещений

Устройство для акустоэлектронного измерения линейных перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

Ц Ф

РЕСПУБЛИН(1 9) ())) (5!)4 G Ol 8 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3697857/25-28 (22) 03.02.84 46) 15.08.85. Бюл. У 30 (72) Н. Ф. Жовнир, А. С. Бондарев, В. Ю. Ме щерский, А. Г. Лраков, С. В. Неверов, В. С. Логайко, А. С. Шиленко и Л. В. Федорова (53) 531 ..717 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N0 823858, кл. 6 01 В 17/00, 1979, Авторское свидетельство СССР )1 993016, кл. G 01 В 17/00, 1981. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТОЭЛЕКТРОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕ.ЩЕНИЙ, содержащее пьезоэлектрическую пластину, поглотители поверхностных акустических волн, установленные на концах пьезоэлектрической пластины, излучатель поверхностных акустических волн, установленный на пьезоэлектрической пластине, и приемник поверхностных акустических волн, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он снабжен емИастным токосъемником, расположенным над пьезоэлектрической пластиной с зазором, а приемник выполнен в виде металлической встречно-штыревой решетки, расположенной между емкостным токосъемником и поверхностью пьезоэлектрической пластины с зазором, вели. Оа чина которого соизмерима с длиной поверхност- 9 ной акустической волны.

1173185 г, (1! i 2 а (2) а

Z= — Q

2Я

Изобретение относится к измерительной технике и может быть:использовано для измерения линейных перемещений.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей. S

На фиг. 1 схематически показано устройство для акустоэлектронного измерения линейных перемещенйй; на фиг. 2 — то же, вид сверху.

Устройство содержит пьезоэлектрическую пластину 1, поглотители 2 и 3 поверхностных акустических волн, установленные на концах пьезоэлектрической пластины 1, излучатель 4 поверхностных акустических волн, выполненный, например, в виде встречно-штыревой IS решетки 5, установленной на пьезоэлектрической пластине 1, приемник 6 поверхностных акустических волн, емкостной токосъемник 7, расположенный над пьезоэлектрической пластиной 1 с зазором. Приемник 6 выполнен в виде 20 металлической встречно-штыревой решетки 8, расположенной между емкостным токосъемником 7 и поверхностью 9 пьезоэлектрической пластины 1 с зазором, величина которого сонэ- мерима с длиной поверхностной акустической я5 ,волны, Излучатель 4 предназначен для подклю-. чения к генератору 10 электрических колебаний. Шины 11 и 12 емкостного токосъемника

7 подключают к входу усилителя 13.

Устройство работает следующим образом.

С помощью генератора 10 электрических колебаний и излучателя 4 на поверхности 9 пьезоэлектрической пластины 1 возбуждают поверхностные акустические волны. Поглотители 2 и 3 обеспечивают создание режима бегущей поверхностной ультразвуковой волны.

Электрическое ноле бегущей поверхностной акустической волны индуцирует переменные электрические сигналы на встречно-штыревой решетке приемника. Съем выходного сигнала

40 осуществляется емкостпым токосъемником 7, металлические шины 11 и 12 которого расположены над решетками 8.

Выходной сигнал приемника 6 можно пред ставить в виде л М

V î „Z) (1)

С аых где 4,„— амплитуда выходного сигнала, прямо пропорциональная а" 8

06 а

Ме

Э

-- количество пар смежных штырей встречно-штыревой решетки приемника;

Мо — начальная фаза выходного сигнала;

t — текущее время,.

2 — величина относительного перемешения встречно-штыревой решетки приемника и пьезоэлектрической пластины; A — длина поверхностной акустической волны; о — величина зазора между поверхностью пьезоэлектрической пластины и встречно-штыревой решетки приемни ка;

Ф вЂ” коэффициент, зависящий от конструктивных параметров устройства.

Сдвиг фазы выходного сигнала при относительном перемешении приемника и пьезоэлектрической пластины определяется соотношением

Отсюда видно, что сдвиг фазы выходного сигнала Ч прямо пропорционален относительному линейному перемещению 7, что позволяет свести измерения линейных перемещений к измерению фазового сдвига выходного сигнала (приемника, а изменениа длины поверхностной акустической волны A позволяет регулировать чувствительность устройства, При перемещении приемника 6, соединенного с перемещаемым объектом относительно пьезоэлектрической пластины, фазовый сдвиг выходного сигнала непрерывно меняется, что позволяет производить измерение линейных перемещений, используя соотношение

Обработка снимаемого сигнала может осуществляться известными способами. Например, выходной сигнал с выхода усилителя сравнивается в фазовом детекторе с сигналом генератора.

Число фазовых циклов, соответствующих перемещению, равному целому числу поверхностных акустических полуволн (волн), регистрируется счетчиком, а величина, лежащая внутри этого интервала — стрелочным прибором.

Отсутствие механического контакта между неподвижной пьезоэлектрической пластиной и приемником позволяет повысить точность измерений и упростить конструкцию, что расширяет функциональные возможности устройства, 1173185

Составитель Г. Максимочкин Техред JLМикеш Корректор В, Гирняк

Редактор И. Циткина

Тираж 651 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5038/37

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