П’єзоелектричний перетворювач механічних величин

Винахід відноситься до вимірювальної техніки і може бути використаний в промисловості й лабораторній практиці для вимірювання механічних величин. Відомий п'єзоелектричний перетворювач механічних величин, що містить п'єзоелемент з двома електродами та узгоджуючий підсилювач, причому електроди п'єзоелементу підключені до входу та ви ходу підсилювача (див. Патент України №34319 A, G01L1/16, G01Р15/09, 2001, №1). Недоліком цього перетворювача є порівняно вузький частотний діапазон. Відомий п'єзоелектричний перетворювач механічних величин, який містить узгоджувальний підсилювач та п'єзоелемент з двома електродами і резистор, які включені в ланцюг негативного зворотного зв'язку підсилювача, при чому електроди п'єзоелементу підключені до входу та виходу підсилювача (див. Заявку на винахід №2002119267 від 21.11.2002, G01L1/16, G01P15/09). Зазначений перетворювач найбільш близький за технічною сутністю та обраний в якості прототипу. Недоліком цього перетворювача є порівняно вузький частотний діапазон. В основу винаходу покладена задача розширення робочого діапазону частот шляхом вибору місця розташування електродів на поверхні п'єзоелементу, а також підключення аналогічного п'єзоелементу до входу узгоджувального підсилювача та загального проводу схеми. Перетворювач, що заявляється містить п'єзоелемент з двома електродами та узгоджувальний підсилювач, причому електроди п'єзоелементу підключені до входу та ви ходу підсилювача. Перетворювач відрізняється тим, що п'єзоелемент виконаний у вигляді диску, поляризованого по товщині, а електроди виконані у вигляді напівдисків та розташовані на торцьових поверхнях п'єзоелементу, причому проекція кожного електрода, який розміщений на одній з торцьових поверхонь, на другу торцьову поверхню розміщена на вільній від другого електрода поверхні, перетворювач оснащений також другим аналогічним першому п'єзоелементом, електроди якого підключені до входу підсилювача та до загального проводу схеми. Усі перераховані ознаки є необхідними та 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; на фіг.2 - розташування електродів на торцьовій поверхні п'єзоелементу; на фіг.3 зображена амплітудно-частотна характеристика перетворювача (крива 1 - АЧХ прототипу; крива 2 АЧХ перетворювача, що заявляється). П'єзоелектричний перетворювач (фіг.1) містить п'єзоелемент 1, виконаний у вигляді диска, поляризованого по товщині, з двома електродами 2, 3 та узгоджувальний підсилювач 4. Електроди 2, 3 виконані у вигляді напівдисків, розташовані на двох торцьових поверхнях 5 та 6 п'єзоелемету 1 (фіг.2) та підключений до входу 7 та виходу 8 підсилювача 4. Перетворювач також містить другий аналогічний першому п'єзоелемент 9, який підключений до входу 6 підсилювача 4 та загального проводу схеми. Перетворювач працює наступним чином. Механічний вплив F (сила, тиск, прискорення та ін.) створює на електродах 2, 3 п'єзоелементу 1 електричну напругу, яка підсилюється у згоджувальним підсилювачем 4. Виконання електродів у вигляді напівдисків та розташування їх на торцьових поверхнях п'єзоелементу так, як це показано на фіг.2, призводить до лінеаризації амплітудно-частотної характеристики перетворювача, тобто до розширення робочого діапазону частот, при цьому підвищується чутливість перетворювача. Вектор напруженості електричного поля вихідного сигналу створює з вектором поляризації Ρ кут a, причому 0°