Пьезоакселерометр с частотнымвыходом

Пьезоакселерометр с частотнымвыходом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 1,794546

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 31.03.78 (21) 2596680/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.01.81. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 07.01.81 (51) М.К . б 01 P 15/09

Государственный комитет (53) УДК 531.768 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. В. Малов, В. Д. Козловский и В. H. Симонов (71) Заявитель (54) ПЬЕЗОАКСЕЛЕРОМЕТР С ЧАСТОТНЫМ ВЪ|ХОДОМ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения механических величин, в частности линейных и вибрационных ускорений.

Известны пьезоакселерометры с частотным выходом, выполненные на основе перестраиваемых по частоте пьезоэлектрических резонаторов с присоединенной инерционной массой.

Акселерометр включает закрепляемые в корпусе прибора силочувствительные пьезорезонаторы и взаимодействующие с резонаторами элементы упругого подвеса с закрепленными на них инерционными массами. Элементы упругого подвеса инерционной массы обеспечивают передачу к пьезорезонаторам усилий, пропорциональных ускорениям вдоль оси чувствительности (1).

Наиболее близким по технической сущности .к предлагаемому является пьезоакселерометр, содержащий консольный упругий элемент, инерционную массу и два пьезорезонатора, включенные в качестве частотно-задающих элементов в автогенераторы, выходы которых подключены к схеме формирования ситнала разностной частоты,(2).

Недостатком его является малая крутизна преобразования ускорения в частоту.

Крутизна преобразования пьезоакселерометра прямо пропорциональна инерционной массе и силовой чувствительности пье5 зорезонатора. Увеличение инерционной массы приводит к утяжелению акселерометра, что нежелательно при измерении и анализе механических колебаний легких объектов.

10 Цель изобретения — увеличить крутизну преобразования пьезоакселерометра при сохранении величины инерционной массы и полосы рабочих частот.

Поставленная цель достигается тем, что

15 на две противоположные боковые поверхности инерционной массы, перпендикулярные к оси чувствительности, и на две параллельные этим поверхностям стенки корпуса нанесены электроды, при этом один

20 из электродов на корпусе соединен с одним из пьезорезонаторов, второй электрод соединен с другим пьезорезонатором, а электроды на инерционной массе объединены между собой и соединены с земляной ши25 ной.

На фиг. 1 представлена конструкция пьезоакселерометра; на фиг. 2 — электрическая схема.

Предлагаемый пьезоакселерометр содер30 жит основание 1, упругий элемент 2, в ко794546

Prie. 2 тором закреплены два пьезорезонатора 3 и

4, инерционную массу 5, корпус 6. На боковые поверхности инерционной массы 5, перпендикулярные к оси чувствительности, нанесены электроды 7 и 8. Две пары электродов 7, 9 и 8, 10 образуют два воздушных конденсатора С1 и С>. Электрод 9 конденсатора С, находящийся на корпусе, соединен с одним из выводов пьезорезонатора 3. Электроды 7 и 8 конденсаторов С 10 и Са объединены и соединены с земляной шиной. Цепь, состоящая из последовательно соединенных конденсаторов С1 и пьезорезонатора 4, включена в качестве частотно-задающего элемента в автогенератор11, 15 а включенные последовательно конденсатор Сз и пьезорезонатор 3 являются частотно-задающими элементами автогенератора 12. Входы схем автогенераторов 11 и

12 подключены к схеме формирования раз- 20 костной частоты 13.

Предлагаемый пьезоакселерометр работает следующим образом.

Под действием ускорения вдоль оси чувствительности происходит изгиб консольного упругого элемента 2, жестко связанного с инерционной массой 5. Изгиб упругого элемента приводит к деформации пьезорезонаторов 3 и 4 и вызывает изменение частоты пьезорезонаторов, что приводит 30 к аналогичному изменению частоты автогенераторов. Одновременно, благодаря перемещению электродов 7 и 8, расположенных на инерционной массе 5, происходит увеличение (уменьшение) ме>кэлектродного 35 расстояния конденсаторов С и С> Это в свою очередь приводит к увеличению (уменьшению) частоты соответствующих автогенераторов 11 и 12.

Суммарный эффект от изменения частоты автогенераторов приводит к увеличению крутизны преобразования пьезоакселерометра.

Формула изобретения

Пьезоакселеро метр с частотным выходом, содержащий корпус, основание, консольный упругий элемент с двумя резонаторами на его противоположных гранях и инерционную массу, отличающийся тем, что, с целью увеличения крутизны преобразования при сохранении величины инерционной массы и полосы рабочих частот, на двух противоположных перпендикулярных к оси чувствительности боковых поверхностях инерционной массы и на двух параллельных этим поверхностям стенках корпуса установлены электроды, каждый из которых соединен с соответствующим пьезорезонатором, при этом электроды на инерционной массе объединены между собой и соединены с земляной шиной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Малов В. В. Пьезорезонаторные датчики, М,, Энергия, 1972, г. V.

2. Авторское свидетельство СССР № 573757, кл. G 01 P 15/08, 1975 (прототип).

Составитель Н. Мараховская

Редактор О. Филиппова

Техред И. Пенчко

Корректоры: Н. Федорова и О. Гусева

Заказ 2722/16 Изд, № 121

Тираж 915 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета

СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2