П’єзоелектричний перетворювач механічних величин

Винахід відноситься до вимірювальної техніки і може бути використаний в промисловості і лабораторній практиці для виміру механічних величин. Відомий п'єзоелектричний перетворювач механічних величин, що містить два п'єзоелемента, які з'єднаних між собою механічно та електрично, узгоджувальний підсилювач напруги, вхід якого з'єднаний з електродом одного з п'єзоелементів, а вихід - з електродом другого п'єзоелемента, інші електроди п'єзоелементів з'єднані між собою та з загальним проводом схеми (див. Джагупов Р.Г., Ерофеев А.А. Пьезоэлектронные устройства вычислительной техники и систем контроля и управления. Спр. - СПб, Политехника, 1994, стр.138, рис.4.8). Недоліком цього перетворювача є порівняно вузький частотний діапазон. Відомий п'єзоелектричний перетворювач механічних величин, що містить узгоджувальний підсилювач напруги та асиметричний біморфний елемент, який складається з металевої пластини та дискового п'єзоелемента, який поляризований по товщині, з електродами, що розміщені на торцевих поверхнях п'єзоелемента (див. патент України 43964 А, МКИ G01L1/16, G01P15/09 по заявці №2000063244 від 06.06.00, опубл. 15.01.02, Бюл. №1). Недоліком цього перетворювача є порівняно вузький частотний діапазон. Зазначений перетворювач найбільш близький по технічній сутності й обраний в якості прототипу. В основу винаходу поставлена задача розширення робочого діапазону частот перетворювача шляхом зміни матеріалу пластини, а також зміни форми електродів та їх розміщення. Перетворювач, що заявляється, містить асиметричний біморфний елемент, що складається з пластини і дискового п'єзоелемента, який поляризований по товщині, з електродами, що розміщені на торцевих поверхнях п'єзоелемента і підключені до входу узгоджувального підсилювача та загального проводу схеми. Перетворювач відрізняється тим, що пластина виконана з діелектричного матеріалу, а електроди на п'єзоелементі виконані у вигляді півдисків, причому, проекція кожного електрода, який розміщений на одній з торцевих поверхонь на другу торцеву поверхню, розміщена на вільній від електрода поверхні. Усі перераховані у формулі ознаки є необхідними і достатніми для досягнення технічного результату. Технічним результатом винаходу є розширення робочого діапазону частот. Винахід пояснюється кресленнями, де: - на фіг.1 - показана електрична схема перетворювача, що заявляється. П'єзоелектричний перетворювач механічних величин містить асиметричний біморфний елемент, що складається з діелектричної пластини 1 і дискового п'єзоелемента 2, який поляризований по товщині, з електродами у вигляді півдисків 3 і 4, що розташовані на торцевих поверхнях п'єзоелемента 2 та підключені до входу узгоджувального підсилювача 5 та загального проводу схеми. Проекції 6 та 7 кожного з електродів 3 та 4, які розташовані на одній з торцевих поверхонь на другу торцеву поверхню, розташовані на вільних від інших електродів поверхнях. Перетворювач працює наступним чином. Механічний вплив F (сила, тиск, прискорення та ін.) створює на електродах 3 та 4 п'єзоелемента 2 електричну напругу, що підсилюється узгоджувальним підсилювачем 5. Розміщення електродів на п'єзоелементі таким чином, як це показано на фіг.1, приводить до того, що вектор напруженості електричного поля вихідного сигналу створює з вектором поляризації Р кут a , причому 0 o