Установка для определения чувствительности пьезоаксеерометров к деформации объекта измерения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ASYOPCNOMV СВИДЕтвЛьСтею

Союз Советских

Социалистиивских

Республик (r (1-!) 61 9863 (6!) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 25. 05.76(2!) 2362988/18-10 с присоединением заявки Ю (23) Приоритет (43) Опубликоваяо15.08.78.Бюллетень Ж 30 (45) Дата опубликования описания 30.06.78

У (5!) М. Кл, 01 P 21/00

Гасудэ(ВТВеииэб NoMITBt

Саавта Ииииетроа СССР ае делан иэибретеиий и втирнтий (БЗ) УЙК 531.768 (088.8) H. !<. Ерофеев, И. А. Рыбакова, Т. А. Шнитко, В. Г. Созинов и Л. Я. Тарасенко (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ

ПЪЕЗОАКСЕЛЕРОМЕТРА К ДЕФОРМАЦИИ ОБЪЕКТА

ИЗМ ЕР ЕНИЯ

Изобретение относится к области иэмерительной техники.

Акселерометр, помимо воздействия измеряемого ускорения, как правило, подвергается воздействию деформации объекта, вследствие чего нв выходе вкселерометрв возникает сигнал, принимаемый ошибочно эа измеряемое ускорение. Поэтому возникает задача определения чувствительности акселерометра к деформации объекта измерения.

Кроме того, поскольку при измерении направления действуюшей деформации сигнал, обусловленный деформацией объекта, может изменяться в несколько раз, возникает необходимость определении круговой диаграммы чувствительности акселерометра к деформации.

Определение чувствительности акселерометра к дефоргацин объекта обычно осуществляется при помощи установок, состоящих из имитатора объекта s ваде балки, работакхпей на изгиб (1).

Известная установка для определения чувствительности акселерометра к деформации объекта измерения 2 J содержит имитатор объекта в виде балки, жестко закрепленной с одной стороны, свободный конец ее приводится в колебательное движение при помощи электродинвмического возбудителя — устройства нагружения. На деформируемой балке, вблизи от заделки, укрепляется акселерометр. Предполагается, что в места те кренлетпщ акселерометра деформация максимальна, а ускорения минимальны и выэывакл ситнал на выходе, пренебрежимый по сравнению с сигналом, вызванным деформацией объекта. При коле»

1т баниях балки устанавливается расчетная величина амплитуды деформации (по величине амплитуды колебаний свободного конца балки) и измеряется выходное напряжение акселерометра.

26

Недостатками этой установки являютсм ее низкая точность из-за неопределенности воздействующего sspa деформации и невозможность получения круиз говой диаграммы чувствительности (беэ

61 9863

55 изменения условий закреплений акселерометра } .

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является установка, в которой деформируемый имитатор объекта выполнен в виде неподвижного диска, а устройство для нагружения— в виде двух диаметрально расположенных относительно диска катков, установленных с возможностью обкатывания диска по боковой поверхности (31.

Недостатком данной установки является пониженная точность измерения чувствительности пъезоакселерометра к деформации обусловленная невозможностью мгновенного приложения нагрузки при помощи упругого динамометра, в связи с чем эа время от начала нагружения имитатора ао включения двигателя часть заряда, создаваемого акселерометром; стекает . Таким образом, I известная установка дает заниженные данные.

Целью изобретения является повышение точности определения круговой диаг рампы чувствительности пъезоакселерометра к деформации объекта измерения.

Эта цель достигается тем, что в предлагаемой установке узел создания деформации выполнен в виде камертона, у основания которого между ветвями на расстоянии, меньшем половины длины его ветвей, установлен имитатор, при этом установка снабжена узлом возбуждения механических колебаний ветвей камертона.

В предлагаемой установке период изменения деформации имитатора определяется периодом колебаний камертона, лежащим в диапазоне рабочих частот пъезоакселерометра. Следовательно, за вре..и одного колебания камертона заряд практически не успевает стекать через входное сопротивление согласующего усилителя, и точность измерения круговой диаграммы чувствительности повышается.

На чертеже изображена схема предлагаемой установки.

Установка состоит из цеформируемого имитатора 1, зажатого посредством четырех роликов 2 между ветвями камертона 3. Расстояние между осями диаметрально расположенных роликов 2, их диаметр и диаметр имитатора объекта выбираются так, чтобы обеспечить натяг, достаточный для предотвращения раскрытия стыка или ьчбрации l камертона

3. Основа ше камертона 3 установлено неподвижно, а деформируемый имитатор

1, выполненный в виде оссиметричной детали, может вращаться вокруг своей оси при помощи привода (последний на чертеже не показан). Концы ветвей камертона 3 входят в систему магнитопровода электромагнитного возбудителя 4, установленного на неподвижном основании. Для контроля амплитуды вибрации служит микроскоп 5.

Предлагаемая установка работает следуюшим: образом. Перед измерением, в соответствии с требованиями инструкции по монтажу, производится установка проверяемого акселерометра 6 на имитатор объекта 1, При подаче напряжения на возбудитель 4 в камертоне

3 устанавливаются гармонические колебания с частотой возбуждения. Изменяя частоту возбуждения, находят резонансную частоту, при которой обеспечивается максимальная амплитуда колебаний, а, следовательно, и максимальные усилия, деформирующие имитатор 1. Кроме того, при резонансе практически отсутствуют нелинейные искажения, а требуемая мощность для раскрытия камертона 3 невелика, Уровень ускорения, контролируемый микроскопом 5, однозначно свчэан с величиной деформации имитатора 1 . Эта зависимость может быть определена расчетом или экспериментально и является характеристикой установки, определяемой при ее аттестации. Для увеличения усилия, действующего на имитатор 1, послецний помещают на расстоянии от основания камертс на 3, меньшем половины длины его ветвей. Регулируя амплитуду возбуждающего напряжения, устанавливают по микроскопу 5 требуемую величину деформации имитатора 1 и измеряют выходное напряжение проверяемого акселерометра

6. Вращая. имитатор 1 вокруг оси и поддерживая постоянной амплитуду ветвей камертона 3 (по микроскопу 5), снимают круговую диаграмму чувствительности исследуемого акселерометра

6 к деформации, Вместо микроскопа

5 можно использовать акселерометр или другое средство измерения амплитуды вибрации, h при тщательном исполнении деталей необходимость такого контроля и регулирования отсутствует,,так как амплитуда вибрации практически не изменяется при поворо-, те имитатора на 360, что может быть о установлено при аттестации,,предлагаемая установка позволяет повысить точность измерения круговой диаграммы чувствительности пъезоаксе619863

Формула изобретения

Составитель Н. Граникова

Редактор С. Хейфиц Техред А. Алатырев . Корректор(:. (арасиняк

Заказ 4499/41 Тираж 1112 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открьггий

11303S, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул Проектная, 4 лерометра и деформации за счет периодического нагруркения имитатора с частотой, при которой не происходит стекания заряда исследуемого пъезоакселерометра, что приводит к увеличению точности измерения на 10-.—. 100%. В свою очередь, более точное определение круговой диаграммы чувствительности позволяет в ряде случаев снизить общую погрешность измерения ускорений с 12«

15% до 8-12%. о

Установка для определения чувствительности пъезоакселерометра к деформа- 15 ции объекта "измерения, содержащая имитатор объекта в виде сплошного цилиндра, узел создания деформации в имитаЕгоре и привод вращения имитатора, о тличаю щий с я тем, что, сцелью 20 повышения точности определения круговой диаграммы чувствительности пъезоакселерометра к деформации объекта, узел создания деформации выполнен в виде камертона, у основания которого между ветвями на расстоянии, меньшем половины длины ветвей, установлен имитатор, при этом установка снабжена узлом возбуждения механических колебаний ветвей камертона.

Ис.гочники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1; Голубев В. С.,Генкин И. >К.

Чувствительность пьезоэлектрических датчиков: к механическим напряжениям.

Внбрационная техника, ч. 1, 1967, изд. MQHTII.

2.Неппавн N.,KCeinm cbef Q. Me .

e er t%aEseSung an ge8e5ntcn Ме

objetten Messen-ьфгбмгп-йене Рп

¹ 10, 1970.

Э. Авторское свидетельство СССР № 525890, кл. 001 P 21/00, 197S.