П`єзоелектричний перетворювач механічних величин

П'єзоелектричний перетворювач механічних величин, що містить п'єзоелемент з електродами та два узгоджувальних підсилювачі, який відріз няється тим, що п'єзоелемент виконаний у вигляді прямокутного паралелепіпеда з двома парами електродів, причому електроди розташовані на гранях, які перпендикулярні до вектора поляризації Р, узгоджувальні підсилювачі виконані у вигляді підсилювачів заряду, вхід та вихід основного підсилювача з'єднані з електродами, що розміщені на одній грані п'єзоелемента, вхід та вихід додаткового підсилювача з'єднані з електродами, що розміщені на іншій грані п'єзоелемента, а вектор сили F прикладений до п'єзоелемента паралельно вектору поляризації Р. Корисна модель належить до вимірювальної техніки, та може використовуватися у промисловості та лабораторній практиці. Відомий п'єзоелектричний перетворювач механічних величин, що містить п'єзоелемент з електродами та два узгоджувальних підсилювачі, причому використовуються підсилювач заряду та підсилювач напруги [див. Патент України №34316 A, G 01 L 1/16, G 01 Р 15/09, опубл. 15.02.01, Бюл. №1]. Недоліком цього перетворювача є порівняно невисока точність вимірювання. Відомий п'єзоелектричний перетворювач механічних величин, що містить п'єзоелемент з електродами та два узгоджувальних підсилювачі [див. Патент України №34317 A, G 01 L 1/16, G 01 Р 15/09, опубл. 15 02.01, Бюл. №1] Недоліком цього перетворювача є порівняно невисока точність вимірювання Вказаний перетворювач найбільше близький по технічній сутності до того, який заявляється, і вибраний в якості прототипу В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення п'єзоелектричного перетворювача механічних величин шляхом використання двох узгоджувальних підсилювачів заряду, використання п'єзоелемента у вигляді прямокутного паралелепіпеда з двома парами електродів, які розташовані на гранях, що перпендикулярні до вектора поляризації Р та підключені до узгоджувальних підсилювачів заряду таким чином, щоб утворювалося дві ланки зворотного зв'язку, при цьому вектор сили F паралельно вектору поляризації Р. П'єзоелектричний перетворювач механічних величин, що заявляється, містить п'єзоелемент з електродами та два узгоджувальних підсилювачі П'єзоелектричний перетворювач механічних величин, що заявляється, відрізняється від прототипу тим, що п'єзоелемент виконаний у вигляді прямокутного паралелепіпеда з двома парами електродів, причому електроди розташовані на гранях, які перпендикулярні до вектору поляризації Р, узгоджувальні підсилювачі виконані у вигляді підсилювачів заряду, вхід та вихід основного підсилювача під'єднані до електродів, що розміщені на одній грані п'єзоелемента, вхід та вихід додаткового підсилювача під'єднані до електродів, що розміщені на іншій грані п'єзоелемента, а вектор сили F прикладений до п'єзоелемента паралельно вектору поляризації Р Кожна з вказаних відмінних ознак є необхідною, а всі разом - достатніми для досягнення технічного результату. Технічним результатом корисної моделі є підвищення точності вимірювання. Корисна модель пояснюється кресленнями, де: - на Фіг показана електрична схема перетво ю CM о> 11225 рювача, що пропонується. Перетворювач містить п'єзоелемент 1 у вигляді прямокутного паралелепіпеда з двома парами електродів 2-2', 3-3', які розташовані перпендикулярні до вектору поляризації Р, та два узгоджувальних підсилювачів заряду 4 та 5, входи та виходи яких підключені до електродів 2-3 та 2і3;. Таким чином, в ланцюгах зворотних зв'язків підсилювачів заряду знаходяться п'єзоелементи, які виконують роль конденсаторів. Вектор сили F (механічної величини) прикладений до п'єзоелемента паралельно вектору поляризації Р. Перетворювач працює наступним чином. При приложені до п'єзоелементу сили F на електродах 2-2' та 3-3' з'являється електричні заряди, які утворюють токи, що поступають на входи підсилювачів заряду. Використання п'єзоелементів в ланцюгах зворотних зв'язків підсилювачів зарядів дозволяє підвищити точність п'єзоелектричних перетворювачів Ідив. книгу Пьезоэлектрические преобразователи 2' Справочное пособие) / Шарапов В.М. и др. // Под ред. В.М. Шарапова. - Черкассы: ЧГТУ, 2004. - с. 162-1651. Приклад конкретного використання. У конкретному випадку використовувався п'єзоелемент з п'єзокераміки ЦТС-19 розміром 10x10x40 мм. Електроди на п'єзоелементі розміром 10x10 мм розташовані так, як показано на фіг. Підсилювачі зібрані на мікросхемі К140УД8. Перетворювач встановлювався на вібростенд 4805 фірми "Bruel & Kjer" і піддавався впливу вібрації на частоті 100 Гц з прискоренням 1 д. Потім перетворювач за допомогою спеціального нагрівача нагрівався до температури 50±3"С. Вимірювалася відносна похибка 5 для перетворювача за схемою прототипу та за схемою перетворювача, що заявляється. Результати вимірів' - прототип1 8 = 2,1%; - перетворювач що заявляється: 5 = 1,21%. 7 З' Фіг. Комп'ютерна верстка Д. Дорошенко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ-42, 01601