П’єзоелектричний датчик статичних зусиль

П'єзоелектричний датчик статичних зусиль, який містить циліндричний п'єзотрансформатор з електродами на торцях, що підключені до генератора електричних коливань і вимірювального приладу, а також утримувачі, який відрізняється тим, що перший утримувач виконаний у вигляді призми, а другий виконаний у вигляді ультразвукового концентратора, який встановлений на циліндричній поверхні п'єзотрансформатора Винахід належить до вимірювальної техніки, зокрема, до пристроїв для виміру зусилля і може бути використаний в промисловості та в лабораторній практиці для виміру статичних зусиль Відомий п'єзоелектричний датчик статичних зусиль за авт св СРСР № 501306, G01L1/16, 1974, який містить циліндричний п'єзотрансформатор з електродами на торцях у вигляді кілець та диска, що підключені ВІДПОВІДНО до генератора електричних коливань та вимірювального приладу, утримувачі у вигляді призм Недоліком цього датчика є порівняно невисока чутливість і точність виміру Відомий також п'єзоелектричний датчик статичних зусиль за авт св СРСР № 1332166 (G01L1/16, 1987), який містить циліндричний п'єзотрансформатор з електродами на торцях у вигляді кільця та диска, які підключаються ВІДПОВІДНО ДО генератора електричних коливань та вимірювального приладу, а також утримувачі у вигляді призм, причому відношення діаметра дискового електрода до зовнішнього діаметра кільцевого електрода вибирається в межах від 0,5 до 0,7 Недоліком цього датчика є порівняно невисока точність виміру Вказаний датчик найбільш близький до того, який заявляється, по технічній сутності і вибраний в якості прототипу В основу винаходу поставлена задача удосконалення п'єзоелектричного датчика статичних зусиль шляхом зміни форми одного з утримувачів, що дозволяє досягти збільшення чутливості дат чика П'єзоелектричний датчик статичних зусиль містить циліндричний п'єзотрансформатор з електродами на торцях, які підключені до генератора електричних коливань та вимірювального приладу, причому п'єзотрансформатор встановлений між двома утримувачами Датчик, що пропонується, відрізняється від прототипу тим, що один з утримувачів виконаний у вигляді ультразвукового концентратора Вказана відмінна ознака є необхідною і достатньою для досягнення технічного результату Технічним результатом даного винаходу є підвищення чутливості датчика Саме таке виконання перетворювача забезпечує підвищення чутливості датчика Винахід пояснюється кресленнями, де на фіг показана конструкція датчика, що пропонується Датчик, що пропонується, містить циліндричний п'єзотрансформатор 1 з електродами 2, 3, 4 на торцях (електрод 4 знаходиться на торці п'єзотрансформатора, який на приведеному на фіг зображенню датчика не видно), генератор електричних коливань 5 та вимірювальний прилад б, які підключені до електродів 2, 3, 4, утримувач 7 у вигляді призми та утримувач 8 у вигляді ультразвукового концентратора, через які до п'єзотрансформатора передається зусилля F Датчик працює наступним образом Генератор електричних коливань 5 настроюють на резонансну частоту п'єзотрансформатора О о со (О 46300 1, збуджуючи в ньому радіальні коливання Під шини концентратора збільшує чутливість датчика дією цих коливань на електроді 3 виникає за рахуМожливість реалізації винаходу підтверджунок прямого п'єзоефекту електрична напруга, коється приведеним нижче прикладом тра реєструється вимірювальним приладом 6 В приготовленому для випробувань датчику був використаний п'єзотрансформатор діаметром Під ДІЄЮ статичного зусилля F, що вимірю38 і товщиною 16мм з п'єзокераміки ЦТС-19 Перється, прикладеного до утримувачів 7 та 8, ампліший утримувач був виготовлений зі сталі У8А туда механічних коливань п'єзотрансформатора Другий утримувач був виконаний у вигляді конічзменшується і, отже, зменшується змінна електриного ультразвукового концентратора з діаметром чна напруга, що знімається з електрода 3, що фікоснови 16 і радіусом виїмки 19мм зі сталі У8А сується вимірювальним приладом 6 Збудження п'єзотрансформатора відбувалось на Заміна одного з утримувачів ультразвуковим резонансній частоті радіальній моди коливань концентратором дозволяє збільшити чутливість (біля 53кГц) генератором ГЗ-109 датчика Відомо (ДИВ Ультразвук Маленькая энциклоВ якості вимірювального приладу використопедия - М 1979 - С 169 - 172), що концентравувався цифровий вольтметр В7-16 тори збільшують амплітуду коливань, які поступаВимірювалася чутливість прототипу та датють на їх вхід (перетин більшої площини) Таким чика, що заявляється Результати вимірів чином, перетин меншої площини має амплітуду - прототип S = 0.45В/Н, коливань в декілька разів більше ніж амплітуда - перетворювач, що заявляється S = 5В/Н Таколивань п'єзоелемента 1 Експериментальне ким чином, датчик, що пропонується, має більш встановлено, що прикладення зусилля до вервисоку чутливість ФІГ. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71