П`єзоелектричний перетворювач механічних величин

П'єзоелектричний перетворювач механічних величин, що містить п'єзоелемент з електродами та два узгоджувальних підсилювачі, який відрізняється тим, що п'єзоелемент виконаний у вигляді прямокутного паралелепіпеда з трьома парами електродів, які розташовані попарно на двох гранях, причому дві пари електродів розміщені на грані, що перпендикулярна вектору поляризації Р, а третя пара електродів розміщена на гранях, що паралельні вектору поляризації Р, узгоджувальні підсилювачі виконані у вигляді підсилювачів заряду, вхід та вихід додаткового підсилювача з'єднані з електродами, які розташовані на одній із граней п'єзоелемента, що перпендикулярні до вектора поляризації Р, вхід та вихід основного підсилювача з'єднані з електродами, які розташовані на різних гранях п'єзоелемента, що паралельні до вектора поляризації Р, 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 №34316А, G01L 1/16, G01P 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 №34317А, G01L 1/16, G01P 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 трьома парами електродів, дві з яких розташовані на гранях, що перпендикулярні до вектора поляризації Р, а третя паралельна до вектора поляризації Р, які 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 трьома парами електродів, які розташовані попарно на гранях, причому дві пари електродів розміщені на грані, що перпендикулярна вектору поляризації Р, а третя пара електродів розміщена на гранях, що паралельні вектору поляризації Р, узгоджувальні підсилювачі виконані у вигляді підсилювачів заряду, вхід та вихід додаткового підсилювача під'єднані до електродів, які розташовані на одній з граней п'єзоелемента, що перпендикулярні до вектору поляризації Р, вхід та вихід основного підсилювача під'єднані до електродів, які розташовані на різних гранях п'єзоелемента, що паралельні до вектору поляризації Р, а вектор сили F прикладений до п'єзоелемента паралельно вектору поляризації Р. Кожна з вказаних відмінних ознак є необхід CD CM CM О) 11226 ною, 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 перетворювача, що пропонується. Перетворювач містить п'єзоелемент 1 у вигляді прямокутного паралелепіпеда з трьома парами електродів 2-2', 3-3', які розташовані паралельно до вектора поляризації Р, та 4-4', які розташовані перпендикулярно до вектора поляризації Р, та два узгоджувальних підсилювачів заряду 5 та 6, входи та виходи яких підключені до електродів 2-3 та 4-4'. Таким чином, в ланцюгах зворотних зв'язків підсилювачів заряду знаходиться 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', 3-3" та 4-4' 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 [див. книгу Пьезоэлектрические преобразователи Справочное пособие) / Шарапов В.М. и др. // Под ред. В.М. Шарапова - Черкассы: ЧГТУ, 2004. с. 162-165]. Приклад конкретного використання. У конкретному випадку використовувався п'єзоелемент з п'єзокераміки ЦТС-19 розміром 10х10х40мм. Електроди на п'єзоелементі розміром ЮхЮмм 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 100Гц з прискоренням 1д. 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: 1 - прототип 6=2,1%; - перетворювач щ о заявляється: 5=1,02%. Фіг. Комп'ютерна верстка Д. Дорошенко Підписне Тираж 26 прим Міністерство освіти І науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вуп. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. К и і в - 4 2 , 01601