Трехкомпонентный пьезоэлектрический акселерометр

 

(72) Автори изобретения

Р. E Саркисян, Г. E. Галстян и Л. А. Геворгян (71) Заявитель (54) ТРЕХКОМПОНЕНТНЫЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ

АКСЕЛЕРОМЕТР

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к трехкомпонентным измерителям ускорений, применяемым в сейсмологии.

Известен трехкомпонентный пьезоэлектрический сейсмометр (1), содержащий сферическую инертную массу, три пары пьезоэлементов, оси чувстви- З тельности которых расположены по трем взаимно перпендикулярным направлениям, проходящим через центр сферической инертной массы, и систему центровки инертной массы с пружинами и толкателями, содержащую плосковогнутые центриру- О ющие элементы, расположенные между пьезоэле-ментами и инертной массой, причем своей плоской стороной они прикреплены к пьезоэлементам, а вогнутой стороной прилегают к сферической инертной массе.

Однако в этом сейсмометре за счет жесткости крепления сферической инертной массы часть энергии инертной массы затрачивается на преодоЮ ление сопротивления боковых составляющих по неизмеряемым направлениям, что приводит к уменьшению чувствительности сейсмометра в измеряемом направлении.

Известен также трехкомпонентный пьезоэлектрический акселерометр (2), содержащий .кубическую инертнуто массу С расположенными на ее боковых поверхностях пьезокерамическими пластинами, оси чувствительности которйх расположены по трем взаимно перпендикулярным направлениям, проходящим через центр кубической инертной массы, и систему крепления инертной массы к корпусу, выполненную из пяти клиновых зажимов с толкателямК

Однако в этом акселерометре прижим накладок пьезокерамических пластин осуществляется толкателями, причем контакт толкателей с наклад. ками пьезокерамических пластин выполнен по типу полусфера-конус, что исключает тангенциальное смещение. Такое решение приводит к, возникновению больших паразитных моментов и сил, за счет чего чувствительность акселерометра в измеряемом направлений уменьшается, способствуя нето пюсти измерений.

Целью изобретения является уменьшение чувствительности трехкомпонентного пьезоэлектрического акселерометра к неизмеряемым компонентам колебаний.

Формула изобретения

3 66702

Эта цель дос1игается тем, ITo в трехкомпонентном пьезоэлектрическом акселеромстре, содержащем кубическую инертную массу с расположенными на ее боковых поверхностях m еэокерами- ческими пластинами, оси чувствительности которых расположены по трем взаимно перпендику-"" лярным направлениям, проходящим через центр кубической инертной массы, и систему крепления инертной массы к корпусу, выполненную из пяти клиновых зажимов с толкателями, система креп- 10 ления снабжена свободными шариками, встроенйьимй"между толкателями и накладками пьезокерамических пластин.

На чертеже схематически показана конструкция предлагаемого акселерометра.. 1s

Трехкомпонентный пьезоэлектрический акселерометр содержит корпус 1 с крышкой 2, кубическую инертную массу 3, на боковых поверхностях которой установлены пьезокерамические пластины 4, клиновые зажимы 5 с толкателями 6, сво- 2о бодные шарики 7, встроенные между толкателями 6 и накладками 8 пьезокерамических пластин 4.

Толкатели 6 без люфта вставлены в пазах корпуса 1. 3а счет прижима клиновых звкимов 5 толкатели 6 свободными шариками 7 через накладки 25

8 иа пьезокерамические пластины 4, установленные на боковых поверхностях кубической инерт ной массы 3.

Накладки 8 предназначены для равномерного прижима пьезокерамических пластин 4. 30

Кубическая инертная масса 3 вместе с тремя парами пьезокерамических пластин образует три взаимно перпендикулярные тандем-датчика, которые подключены к встроенному в акселерометр трехканальному усилителю, не показанному на чертеже. Система клиновых зажимов 5 позволяет регулировать степень прижима каждой пары пьезопластин 4.

Акселерометр работает следующим образом.

При перемещений корпуса 1 акселерометра, 4о например, по горизонтальной оси, расположенной в плоскости чертежа (направление показано стрел кой), давленйе на пьезойластине 4 увелйчйвается, а на противоположной пластине — уменьшается. Возникающий при этом на пьезокерамической 45 пластине 4 сигнал подается в трехканальный усилитель. При этом движение инертйой массй 3 по выбраййой горйзойтальнои оси не создает осевых давлений на остальйые пары пъезокерамических йластйй 4, так как прймененйе свободных шари- о

6 4 ков 7 исключает возникновение нормальных и касательных усилий на остальных пьезокерамических пластинах, что обеспечивает отсутствие параэитных моментов и сил по неиэмеряемым сос. та вляющим, Жесткость конструкции датчиков исключает необходимость в арретирах и демпферах, Прибор надежно герметиэирован, имеет специальную наружную маркировку для ориентирования акселерометра на месте установки. На основании акселерометра йредусмотрены четыре отверстия для крепления прибора на объекте.

Пьезоэлектрический трехкомпонентный акселерометр может быть использован на сейсмических станциях, экспедиционных условиях, на промышленных объектах и в лабораторных исследованиях.

Использование данного изобретения обеспечивает повышение качества научных. исследований, выполняемых с помощью предлагаемого акселерометра, эа счет увеличения точности измерений, ввиду увеличения чувствительности акселерометра.

Трехкомпонентный пьезоэлектрический акселерометр, содержащий кубическую инертную массу с расположенными на ее боковых поверхностях пьезокерамическими пластинами, оси чувствительности которых расположены по трем взаимно перпендикулярным направлениям, проходящим через центр кубической инертной массы, и систему крепления инертной массы к корпусу, выполненную из пяти клиновых зажимов с толкателями, отличающийся тем, что; с целью уменьшения чувствительности акселерометра к неиэмеряе-" мым компонентам колебаний, система крепления снабжена свободными шариками, встроенными между толкателями и накладками пьезокерамических йластйн.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР У 397868, кл. G 01 V 1/16, 1974.

2. Фремд В. М. и др. Трехкомпонентный пьезоэлектрический акселерометр АПТ вЂ” 1. Сб.Сейсмические прйборы. "Наука", М., 1972, с. 9. б67926

Составитель Э. Волконский

Редактор И. Шубина Техред Н. Анцрейчук Корректор И. Муска

Заказ 3460/41 . Тираж 696 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4