Пьезоэлектрический акселерометр

Пьезоэлектрический акселерометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик () 546822 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.04.75 (21) 2120037/10 с присоединением заявки No (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.77. Вюллетень М 6

Дата опубликования описания 03.03.77 (5I) М. Кл. С 01Р 15f08

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 531.768(088.8) (72) Лвторы изобретения В. П. Дунаевский, A. Н. Вуколов, Н. П. Мухин и М. H. Субботин (71) Заявитель (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АКСЕЛЕРОМЕТР

Изооретенис относится к измерительной техн!!ке, в частности к устройствам для измерения вибрац!!!1, и может быть использовано для измерения повышенных виброперегрузок !!а надел!!ях современной техники.

Изнестн! Нье:юэлектр!!ческие акселерометры, в которых для уменьшения влияния перемещения жилы кабеля на пьезоэлемент и увеJlllчения точности измерения производится заливка концевого участка кабеля или оголенНои Ж!!Лl>1 эпокС!!ДНЫ!1! Клеем или КОМпаундОA! (1).

Из известных пьезоэлектрических акселерометров наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является акселеромстр, состоящий из корпуса, в котором расположены пьезоэлемент, инерционный элемент (груз) и основание защемленные пружиной (2).

Электрический кабель присоединен в верхней части корпуса акселерометра, причем небольшой участок оголенной жилы кабеля залит эпоксидным клеем, в результате чего уменьшается влияние перемещения жилы кабеля на пьезоэлемент.

Однако такая конструкция акселерометра имеет ряд недостатков.

В частности, его отличает невозможность осуществления вывода кабеля на уровне установочной плоскости акселерометра, в результате чего участок кабеля от заделки его в корпус до установочной плоскости на объек. те измерения не может быть жестко закреплен.

11оэтому прп повыше!Нных впброперегрузка: ввиду зна штельного перемещения этого участка кабеля, снижается вибропрочность, надежность и то Iность акселерометра, так как возможен обрыв незакрепленного участка

10 кабеля. Кроме того, такое закрепление кабеля приводит к увеличеншо размеров акселерометра.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности и точности акселерометра прп повышенных виброперегрузок без увеличения габаритов.

Это достигается тем, что в предлагаемом пьезоэлектрическом акселерометре, кабель в корпусе уложен по спирали вокруг пьезоэлементов и закреплен, например, в кольцевой канавке и электроизоляционном кольце.

На фиг. 1 изображен общий впд предлагаемого акселерометра; на фиг. 2 и 3 — спиральная заделка кабеля.

Акселерометр состоит из корпуса 1, в котором установлены пьезоэлементы 2, инерционный элемент (груз) 3 и поджимающая их пружина 4. Концевой участок кабеля 5 уложен по спирали на дне корпуса вокруг пьезо30 элементов в два витка (фиг. 1). Нижний ви546822 ток образует изолированная часть этого участка кабеля, который закреплен клеем или компаундом в кольцевой канавке 6, верхний виток образован центральной жилой кабеля, для изоляции и закрепления которой на нижний виток установлено электроизоляционное кольцо 7. В протоке 8 этого кольца компаундом залит закрепляемый участок центральной

>килы кабеля. Кабель вводят в корпус акселерометра через отверстие 9, которое находится на одном уровне с кольцевой канавкой 6 и посадочной плоскостью акселерометра.

Положительный эффект предлагаемого акселерометра обосновывается следующим образом.

При вибрациях свободного участка кабеля с ускорением несколько тысяч g сила, стремящаяся выдернуть кабель из корпуса акселерометра, мо>кет доходить до 10 кг. Так как прочность сцепления приклеенного кабеля, например, типа ЛВКТ, составляет порядка

15 кг/см - по экспериментальным данным длина приклеенного участка кабеля диаметром

0,2 см должна быть не менее

=- 1,1 см.

0,2к 15

С другой стороны, ири натяжении кабеля его центральная жила перемещается относительно оболочки, так как изоляционный слой обладает упругостью К порядка 10 кг на

1 см длины кабеля. Перемещение же центральной жилы, подсоединенной к чувствительному элементу, вызывает паразитный сигнал. Для того, чтобы сила передаваемая

>килой на чувствительный элемент ослаблялась в Л раз по сравнению с силой натяжения кабеля, длина закрепленного участка кабеля внутри акселерометра должна выбираться из условия где /г — жесткость свободного участка центральной >килы. При

Л вЂ” 1000 и /г — 10 I =-10 с». см

Выполнение этого условия в обычных конструкциях невозмо>кно, следовательно, необходимо дополнительно закреплять участок оголенной >килы.

Предлагаемое техническое решение пол.1сстыо удовлетворяет этому требованию: вопервых, при укладке каоеля и жилы вокруг пьезоэлемента диаметра D длина закрепленного участка равна лг >; во-вторы. ., возникает доиолиипгельиая сила сопротивления, так ITo по формуле Эйлера передаваемое усилие падает по экспоненте с показателем, пропорциональным углу обвива.

Кроме того, закрепление кабеля по спирали вокруг пьезоэлементов вместе с полным исключением его влияния на пьезоэлемент дает возможность вывести кабель иа у1>oBIIc посадочной плоскости акселерометра, что позволяет изб>с>кать значительного перемещения кабеля на всем его протя>кении за счет жсст2,> кого закрепления иа обьекте измерения, повысить надежность и точность акселеромстра.

Форм ул а изобретен ия

Пьезоэлектрический акселсрометр, содержащий корпус, пьезоэлементы, инерционный элемент и пру>кину, о т л и ч à lo Ill, и и с я тем, что, с целью повышения надежности и точности при повышенных виброперегрузках, кабель в корпусе акселерометра уложен по спирали вокруг пьезоэлементов и закреплен, например, в кольцевой канавке и электроизоляционном кольце.

Источники информации, принятые во вии40 мание при экспертизе:

1. Лвторское свидетельство М 275556, М. Кл. G 01Р 15/08, 1968.

2. «Виброметрия» М> 1, 1965 г. стр. 16 (прототип).

546822 Риг.1

A-A

Pvs. Я

Составитель Н. Граиикова

Техред А. Галахова

Редактор И. Шубина

Корректор Л. Орлова

Тппогра<)>ил, пр. Сапунова, 2

Заказ 244/15 Изд. № 205 Тираж 1054 Подписное

ЦНИИГ1И Государственного комитета Совета Министров СCCP по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4 5