П’єзоелектричний перетворювач механічних величин

П’єзоелектричний перетворювач механічних величин, що містить підсилювач заряду, який складається з операційного підсилювача і конденсатора, включеного в ланцюг зворотного зв'язку операційного підсилювача, та п’єзоелемент з дво 3 13525 величин, що заявляється, відрізняється від прототипу тим, що п'єзоелемент виконаний у вигляді прямокутного паралелепіпеда та обладнаний двома додатковими електродами, причому всі електроди розташовані попарно на гранях, паралельних вектору поляризації Р, один з додаткових електродів, розташований на тій же грані, що й електрод, підключений до входу підсилювача заряду, підключений до загального проводу схеми, а другий додатковий електрод, розташований на протилежній грані, підключений до виходу підсилювача заряду, причому 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 схема перетворювача, що пропонується. П'єзоелектричний перетворювач містить підсилювач заряду, який складається з операційного підсилювача 1 та конденсатора 2, включеного в ланцюг зворотного зв'язку операційного підсилювача 1, п'єзоелемента 3 у вигляді прямокутного паралелепіпеда з чотирма електродами 4, 5, 6 та 7, які розташовані на гранях, що паралельні вектору поляризації Р. Електрод 5 підключений до входу, а електрод 6 розміщений на протилежній грані, - до виходу підсилювача заряду. Електроди 4 та 7 підключені до загального проводу схеми. Комп’ютерна верстка Д. Дорошенко 4 Вектор сили F прикладений до п'єзоелемента паралельно вектору поляризації Р. Перетворювач працює наступним чином. При прикладенні до п'єзоелементу сили F на електроді 5 з'являється електричний заряд, який утворює струм, що поступає до входу підсилювача заряду. Заряд підсилюється підсилювачем заряду, вихідна напруга якого подається на електрод 6, створюючи ланцюг просторового електромеханічного зворотного зв'язку. Створений зворотний зв'язок підвищує точність вимірювання механічних величин [див. книгу Пьезоэлектрические преобразователи Справочное пособие) / Шарапов В.М. и др. // Под ред. В.М.Шарапова. - Черкассы: ЧГТУ, 2004.- с. 162165]. Приклад конкретного використання. У конкретному випадку використовувався п'єзоелемент з п'єзокераміки ЦТС-19 розміром 10 10 40мм. Чотири електроди на п'єзоелементі розміром 20 10мм розташовані так, як показано на фіг. Підсилювач зібраний на мікросхемі К140УД8. Перетворювач встановлювався на вібростенд 4805 фірми "Вгüеl & Kjer" та піддавався впливу вібрації на частоті 100Гц з прискоренням 1g. 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: - прототип: =10,5%; - перетворювач що заявляється: =1,12%. 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