Способ определения коэффициента пре-образования пьезоакселерометра
Союз Советских
Социалистическик
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОУСКОМУ СВИ ЕТВЛЬСТВУ ()838591 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 250979 (21) 2826263у18 с присоединением заявкм Мо (23) Приоритет . (51)М. Кл.3.G 01 P 21/00
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (5Ç) AK 531. 768 (088. 8) Опубликовано 15.06.81. Бюллетень HP 22
Дата опубликования описания 1506.81 (72) Авторы изобретения
В.И.Леонтьев и З.П.Варламов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТЛ ПРЕОБРЛЗОВАНИЯ
ПЬЕЗОЛКСЕЛЕРОИЕТРА
Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь-. зовано при определении коэффициента . преобразования пьезоэлектрических акселерометров.
Известны способы определения ко-. эффициента преобразования пьезоакселерометра методом сравнения с коэффициентом преобразования образцового пьезоакселерометра. Проверяемый и образцовый акселерометры подвергают одной и той же ви 5рации, измеряют выходные сигналы каждого из них, и сравнивают эти сигналы. При этом для измерения. выходных сигналов каждый из акселеметров подключают поочередно через соответствующие согласующие каскады к измерительному прибору (13 .
Недостаток способа заключается в невысокой точности сравнения из-эа 20 различных параметров входных цепей согласующих каскадов.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к .25 предлагаемому является способ, заключающийся в том, что образцовый и прс веряемый пьеэоакселерометры подвер- . гают воздействию одной и той же вибрации, измеряют сигналы пьезоак-,- 3Q
2 селерометров и сравнивают их между: собой 52) °
Недостатком этого способа также является невысокая точность сравнения из-за влияния на результат сравнения постоянных времени обоих пьеэоакселерометров .при их подключении к измерительному устройству,что предъявляет особые требования к входным . параметрам этого устройства, а в ряде . случаев требуются дополнительные расчеты, учитывающие влияние параметров всей схемы.
Цель изобретения — повышение точности определения коэффициента преобразования пьезоакселерометра за счет исключения влияния на конечный результат постоянных времени обоих пьезоакселерометров и измерительного устройства.
Укаэанная цель достигается тем, что измеряют сигнала пьезоакселеро-. метров при их параллельном и согласном включении, затем - при параллельном и встречном включении, одно. временно с каждым измерением фиксируют изменение сдвига фазы измеряемого сигнала относительно опорного а величину коэффициента преобразова
838591 ния по заряду проверяемого пьезоакселерометра определяют по формулам.
К К 01+ 02.
Х Î 01 () К -К 01 " о О+u
ПРИ ДЧ0, (1) (Rx+Qî
1+ ыас) г га)о б5 где < — коэффициент преобразования
Х по заряду проверяемого lO пьезоакселерометра;
KO — коэффициент преобразования по заряду образцового пьезоакселерометра;
U - напряжение при согласном включении пьезоакселерометров;
0 - напряжение при встречном включении пьеэоакселерометров; ьЧ вЂ” изменение сдвига фазы из- 20 . меряемого напряжения относительно опорного напряжения при изменении направления включения образцового пьезоакселерометра. 25
На фиг. 1 представлено устройство для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 — схема соединения пьезоакселерометров при согласном вклю- чении; на фиг..3 — то же, при встреч-ЗО ном включении.
Устройство содержит выбратор 1, на платформе 2 которого через изолирующие переходники 3, установлены проверяемый 4 и образцовый 5 пьезоакселерометры. Выход образцового пьезоакселерометра 5 подключен ко входу коммутационного блока 6, выход которо го соединен со входом милливольтметра
7 и через усилитель 8 с первым входом индикатора фазы 9. Выход прове- 40 ряемого пьезоакселерометра 4 подключен к выходу коммутационного блока 6.
Со вторым входом индикатора фазы 9 и вибратором 1 соединен выход генератора 10. Коммутационный блок 6 обеспечивает встречное или согласное включение параллельно соединенных ньезоакселерометров 4 и 5.
Измерение коэффициента преобразования.по заряду пьезоакселерометра 5р производится следующим образом.
С помощью генератора 10 платфор- ° ма 2 вибратора 1 приводится в:. колебательное движение так,что на проверяемый и образцовый .пьезоакселерометры, соединенные параллельно, воздейстзует одна и та же вибрация.
Пьезоакселерометры 4 и 5 включают коммутационным блоком 6 согласно (си. фиг.2) и измеряют напряжение на входе вольтметра 7, равное d0 где 0 — заряд проверяемого пьезоакселерометра 4; заряд образцового пьезоаксе0 лерометра 5
RC - постоянная времени двух пьезоакселерометров 4 и 5, входа вольтметра 7.и усилителя 8, un — круговая частота.
Одновременно фиксируют фазовый сдвиг между U1 и опорным напряжением с генератора 10 по индикатору фазы
9. При этом точная величина сдвига фазы не имеет значения. Затем пьезоакселерометры 4 и 5 коммутационным блоком 6 включают встречно (см. фиг. ф при этом измеряют. напряжение О на входе вольтметра 7 и фиксируют фазовый сдвиг между напряжением 0 и опорным напряжением с генератора 10.
Если разность фазовых сдвигов hV равна нулю, то это равноценно тому, что (1 (и„ U
О » -(о
1+ (uuRC (и> R)<
Если b,Ч =180О, то этс равноценно
Q00 хи (о -0 х
1+ а ас)т
CuuR)>
Из формул (3), (4.) и (5) находят отношение зарядов,а следовательно, коэффициентов преобразования по заряду пьезоакселерометров
Qу (о
Хх о пРи Ч О, ПРи ъ г=1во
К» U цг. ко 01+ и2 Отсюда ПРИ АМ=О, ПРИ dV= (80 к „, d--01 х-"о U +О, Положительный эффект предлагаемого способа заключается в повышении точности определения коэффициента преобразования пьезоакселерометра за счет того, что в формулу для сравнения коэффициенов преобразования по заряду не входят постоянные времени пьезоакселерометров, вольтметра и усилителя. При обоих положениях коммутационного блока .6 постоянные времени равны и не влияют на результат сравнения. Это дает возможность вести сравнение на низких частотах, причем предел в сторону низких частот ограничен лишь чувствительностью вольтметра 7. К измерительному вольт838591 где Хк 10 йЧ 20 ВНИИПИ Заказ 4419/68 Тираж 907 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 метру не предъявляется особых требований по входному сопротивлению и величине входной емкости, что позволяет работать с простыми вольтметрами и получать при этом результаты, зависящие только от класса применяемого вольтметра. Формула изобретения Способ определения коэффициента преобразования пьезоакселерометра, заключающийся в том, что образцовый и проверяемый пьезоакселерометры подвергают. воздействию одной и той же вибрации, изменяют сигналы пьезоакселерометров и сравнивают их между собой, отличающийся тем, что, с целью повыаения точности определения, измеряют сигналы пьеэоакселерометров при их параллельном и согласном включении, затем - при параллельном и встречном включении, одновременно с каждым измерением фиксируют изменение сдвига фазы измеряемого сигнала относительно опорного, а величину коэффициента преобразования по заряду проверяемого пьезоакселерометра определяют по формулам . — коэффициент преобразования по заряду проверяемого пьезоакселерометра; коэффициент преобразования по заряду образцового пьезоакселерометра напряжение при согласном включении пьезоакселерометров, напряжение при встречном включении пьезоакселерометров „ вЂ,изменение, сдвига фазы измеряемого напряжения относительно опорного напряжения.при изменении направления включения образцового пьезоакселерометра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Описание и правила эксплуата ции калибратора вибратодатчиков 25 АЕ101, ЦР, YRB RE T, "OTTO S C H UN", 0RES0EN. 2. Иориш Ю.И. Виброметрия.М., Машгиз, 1963, с. 651 (прототип) .
