Трехкомпонентный пьезоэлектрический акселерометр

 

Использование: в измерительной технике для измерений параметров ускорений и вибраций, вызываемых естественными и искусственными источниками. Сущность изобретения заключается в том, что в корпусе попарно симметрично располагают три пары дисковых биморфных пьезоэлементов вдоль трех перпендикулярных осей. Акселерометр также содержит цилиндрические опорные элементы, контактирующие основаниями с корпусом и пьезоэлементами. При этом соотношение радиусов оснований опорных элементов и дисковых биморфов равно (0,1-0,3). 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерений параметров ускорений и вибраций, вызываемых естественными и искусственными источниками.

Известен трехкомпонентный пьезоэлектрический акселерометр [1] содержащий сферическую инерционную массу, три пары пьезоэлементов, оси чувствительности которых расположены по трем взаимно перпендикулярным направлениям, проходящим через центр инерционной массы.

Недостатком известного акселерометра является его слабая чувствительность в измеряемом направлении.

Известен трехкомпонентный пьезоэлектрический акселерометр, содержащий корпус и кубическую инерционную массу с расположенными на ее боковых поверхностях попарно симметрично пьезоэлементами, оси чувствительностей которых расположены по трем взаимно перпендикулярным направлениям, проходящим через центр акселерометра [2] Техническим результатом, получаемым от использования изобретения, является повышение чувствительности.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в трехкомпонентный акселерометр, содержащий корпус с закрепленными внутри него попарно симметрично тремя парами пьезоэлементов, оси чувствительностей которых расположены по трем взаимно перпендикулярным направлениям, проходящим через центр акселерометра, дополнительно введены цилиндрические опорные элементы, контактирующие основаниями с корпусом и пьезоэлементами, выполненными в виде дисковых биморфов, при этом соотношение радиусов оснований опорных элементов и дисковых биморфов равно (0,1-0,3).

На фиг.1 представлена схема одного из каналов трехкомпонентного пьезоэлектрического акселерометра для варианта с одним биморфом; на фиг.2 - общая схема трехкомпонентного пьезоэлектрического акселерометра для варианта с пакетом биморфов.

Акселерометр включает в себя три пары чувствительных элементов (фиг.1), выполненных в виде дисковых биморфов 1, электронов 2 и цилиндрического опорного элемента 3, которые могут быть скреплены с помощью гайки 4 на оси 5. Соотношение радиусов оснований опорного элемента 3 и дисковых биморфов равно (0,1-0,3) Чувствительные элементы 6 размещены в корпусе 7.

В качестве чувствительных элементов может использоваться и пакет биморфов 1 (фиг.2), стянутых по центральной оси 5 с помощью гайки 4. Пакет биморфов 1 выполнен из нескольких идентичных дисковых биморфов, представленных на фиг.1. Пакеты контактируют с цилиндрическими опорными элементами 3.

Акселерометр работает следующим образом. При воздействии на него ускорения пьезоэлектрические биморфные пьезоэлементы 1 под действием сил инерции испытывают изгибные деформации, что приводит к генерации зарядов на обкладках дисков. Величина заряда пропорциональна составляющей полного вектора ускорения, которая параллельна оси максимальной чувствительности биморфа, т.е. соответствующей измерительной оси канала. Биморфы в каждом канале соединяются последовательно, что приводит к дополнительному повышению чувствительности акселерометра.

Формула изобретения

Трехкомпонентный пьезоэлектрический акселерометр, содержащий корпус, три пары пьезоэлементов, размещенные в корпусе попарно симметрично по трем взаимно перпендикулярным осям, точка пересечения которых совпадает с центром акселерометра, отличающийся тем, что в него введены цилиндрические опорные элементы, каждый из которых контактирует своими основаниями с корпусом и пьезоэлементами, выполненными в виде дисковых биморфов, при этом соотношение радиусов оснований опорных элементов и дисковых биморфов находится в диапазоне 0,1 0,3.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2