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 виходу підсилювача (див. Патент України №34319 A, G01L1/16, G01P15/09, 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, G01Р15/09). 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. Перетворювач, що заявляється, містить п'єзоелемент з двома електродами та узгоджувальний підсилювач, причому електроди п'єзоелементу підключені до входу та виходу підсилювача. Перетворювач відрізняється тим, що п'єзоелемент виконано у вигляді диска, поляризованого по товщині, електроди виконані у вигляді півдисків і розташовані на одній з торцевих поверхонь п'єзоелемента. 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 торцевій поверхні п'єзоелементу; - на фіг.3 зображена амплітудно-частотна характеристика (АЧХ) 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 півдисків, розташовані на одній торцевих поверхонь 5 п'єзоелементу 1 (фіг.2) та підключений до входу 6 та виходу 7 підсилювача 4. Перетворювач працює наступним чином. Механічний вплив F (сила, тиск, прискорення та ін.) створює на електродах 2, 3 п'єзоелементу 1 електричну напругу, яка підсилюється узгоджувальним підсилювачем 4. Розташування електродів таке, як це показано на фіг.2, призводить до лінеаризації амплітудно-частотної характеристики перетворювача (тобто до розширення робочого частотного діапазону), при цьому підвищується чутливість перетворювача (фіг.3). Вектор напруженості електричного поля вихідного сигналу створює з вектором поляризації Р кут a, причому 0°