Преобразователь вибраций

Преобразователь вибраций

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цельповышение надежности и расширение диапазона преобразования вибрационных ускорений. Преобразователь вибраций содержит закрепленную в корпусе 1 двумя концами пластину 2, выполненную из монокристалла сегнетоэластика типа сегнетоэластик-сегнетоэлектрик и имеющую трехдоменную структуру, в которой две доменные стенки расположены соответственно между местами крепления пластины и инерционной массой 7, установленной между ними.Под действием вибрационных ускорений происходит деформация сегнетоэластичной пластины 2, приводящая к периодическому смещению доменных стенок и переполяризации сегнетоэластика, вследствие чего на парах электродов 3 и 4 генерируется электрический заряд и в цепи измерения протекает ток, амплитуда которого определяется величиной вибрационного ускорения. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е СКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 Н 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4687776/28 (22) 10.05.89 (46) 15.06.91. Бюл. М 22 (71) Институт кибернетики им. В.M.ÃëóøêoBa (72) О.И.Левченко (53) 621.317.39:531.71(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 1516797, кл. G 01 Н 11!00, 1987. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВИБРАЦИЙ .(57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель — повышение надежности и расширение диапазона преобразования вибрационных ускорений. Преобразователь вибраций содержит закрепленную в корпу:се 1 двумя концами пластину 2, выполненИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля. вибраций, например, в тяжелом энергетическом или транспортном машиностроении.

Целью изобретения является повыше ние надежности преобразователя вибраций и расширение диапазона преобразования за счет увеличения его механической прочности.

На фиг.1 изображена конструкция преобразователя вибраций; на фиг. 2,3 и 4— различные положения доменных стенок в монокристалле сегнетоэл асти ка, перемещающихся в нем под действием вибраций.

Преобразователь вибраций содержит корпус 1, в котором закреплена обоими концами пластина 2,-выполненная из монокри.сталла сегнетоэластика типа сегнетоэластик-сегнетоэлектрик и имею. Ж 1656338 А1 ную из монокристалла сегнетоэластика типа сегнетоэластик-сегнетоэлектрик и имеющую трехдоменную структуру, в которой две доменные стенки расположены соответственно между местами крепления пластины и инерционной массой 7, установленной между ними.Под действием вибрационных ускорений происходит деформация сегнетоэластичной пластины 2, приводящая к периодическому смещению доменных стенок и переполяризации сегнетоэластика, вследствие чего на парах электродов 3 и 4 генерируется электрический заряд и в цепи измерения протекает ток, амплитуда которого определяется величиной вибрационного ускорения. 4 ил. щая на своих противолежащих плоских поверхностях по два электрода 3 и 4, с которых снимают электрический выходной сигнал.

Монокристалл сегнетоэластика имеет трехдоменную структуру, в которой две доменные стенки 5 и 6 расположены соответственно между местами крепления пластины 2 к корпусу и инерционной массой ,7, которая установлена между ними. Эта масса может быть выполнена, например, в виде скобы, которая крепится эпоксидным клеем к сегнетоэластичной пластине 2.

Преобразователь вибраций работает следующим образом.

Под действием вибраций на закрепленную.сегнетоэластичную пластину 2 начинает действовать в направлении, перпендикулярном ее плоскости, энакопеременное усилие + F, создаваемое инерционной массой 7 и пропорциональное его

1656338 массе m и амплитуде измеряемого вибрационного ускорения а.

Под действием этого усилия пластина 2, выполненная в виде монокристалла сегнетоэластика, начинает деформироваться (см,фиг.2), вследствие этого доменные стенки 5 и 6 смещаются в направлении инерционной массы 7 до тех лор, пока не установится состояние пластины, показанное на фиг,3. При изменении направления усилия F монокристалл сегнетоэластика деформируется в противоположную сторону до тех пор, пока доменные стенки, двигаясь в обратном направлении, не подойдут вплотную к местам крепления пластины 2 к корпусу 1. В результате установится состо-. яние, показанное на фиг.4.

Таким образом,в результате знакопеременного силового воздействия +Г, обусловленного вибрацией, происходит челночное движение доменных стенок 5 и 6.

Это движение сопровождается переполяризацией сегнетоэластика и генерацией на электродах 3 и 4 электрического заряда Q.

Если электроды включены в измерительную цепь, то в ней потечет электрический ток, амплитуда l которого пропорциональна силе F и определяется следующим выражением: в -а

Jl

Р, — коэффициент спонтанной поляризации;

W — подвижность доменных стенок; а — толщина пластины из сегнетоэластика; ао — пороговое ускорение.

Поскольку все указанные величины являются постоянными, то амплитуда выходного тока. будет однозначно определяться контролируемым ускорением а.

Преобразователь вибраций обладает порогом срабатывания, который может перестраиваться электрическим напряжением, подаваемым на электроды. Он обладает

5 также более высокой эксплуатационной надежностью за счет увеличения его механической прочности благодаря отсутствию консольного крепления пластины из сегнетоэластика, Преобразователь вибраций мо10 жет измерять и контролировать вибрации с более высокими ускорениями, обеспечивая получение более широкого диапазона измерения, что также обусловлено его более высокой механической прочностью.

15 Опытные образцы преобразователя были изготовлены на основе сегнетоэластика

Cdg{MoOq)g и испытания показали, что даже при ускорении 1000 мlс ни один из них не

2 вышел из строя.

Формула изобретения

Преобразователь вибраций, содержащий корпус, закрепленную на нем одним

25 концом пластину с двумя электродами на ее соответствующих плоских поверхностях, которая выполнена из монокристалла сегнетоэластика типа сегнетоэластик-сегнетоэлектрик, и прикрепленную к пластине

30 инерционную массу, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения диапазона преобразования за счет увеличения механической прочности, пластина закреплена на корпусе также и

35 вторым концом, а монокристалл сегнетоэластика имеет трехдоменную структуру, две доменные стенки которой расположены соответственно между местами крепления пластины и инерционной массой, которая

40 установлена между ними.

165G338

Фиг,г

Составитель С.Скрипник

Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец

Редактор M.Áoêàðåâà

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2307 Тираж 319 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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