П’єзоелектричний акселерометр

П'єзоелектричний акселерометр, що містить чутливий елемент, який виконаний у вигляді біморфного елемента, що складається з п'єзоелемента і металевої мембрани, інерційної маси, яка закріплена на біморфному елементі, корпус, який відрізняється тим, що біморфний елемент обладнаний другим п'єзоелементом і інерційною масою і закріплений в корпусі по твірній, п'єзоелементи виконані у вигляді кілець, закріплені на мембрані різнополярними електродами і з'єднані послідовно, інерційні маси розміщені всередині кілець та закріплені на мембрані Винахід належить до вимірювальної техніки, зокрема, до приладів для вимірювання ЛІНІЙНИХ та вібраційних прискорень Відомий п'єзоелектричний акселерометр, який містить один чи декілька п'єзоелементів, інерційну масу, основу (див Электрические измерения неэлектрических величин - Л Энергия, 1975 - стр 283, рис 11 9) Недоліком цього акселерометра є порівняно невелика чутливість, а також значна поперечна чутливість Відомий п'єзоелектричний акселерометр, що містить чутливий елемент, який виконаний у вигляді біморфного елемента, що складається з п'єзоелемента і металевої мембрани, інерційну масу, яка закріплена на біморфному елементі, корпус (див а с СССР № 634493, Б И , 1978, № 43) Вказаний акселерометр найбільш близький до того, який заявляється, по технічній сутності і вибраний як прототип Недоліком цього акселерометра є значна поперечна чутливість В основу винаходу поставлена задача удосконалення п'єзоелектричного акселерометра шляхом введення другого п'єзоелемента й інерційної маси, і закріплення біморфного елемента у корпусі по утворюючій Це дозволяє зменшити поперечну чутливість акселерометра, а також розширити частотний діапазон Акселерометр, що пропонується, містить чутливий елемент, який виконаний у вигляді біморфного елемента, що складається з п'єзоелемента і металевої мембрани, інерційної маси, яка закріплена на біморфному елементі, корпус ВІДМІННІСТЬ акселерометра, що пропонується, від прототипу полягає в тому, що біморфний елемент обладнаний другим п'єзоелементом і інерційною масою, і закріплений в корпусі по твірній, п'єзоелементи виконані у вигляді кілець і закріплені на мембрані різнополярними електродами і з'єднані послідовно, інерційні маси розміщені всередині кілець і закріплені на мембрані Кожна з вказаних ВІДМІННИХ ознак є необхідною, а всі разом - достатніми для досягнення технічного результату Технічним результатом винаходу є зменшення поперечної чутливості акселерометра Експериментальне встановлено (див приведений нижче приклад реалізації винаходу), що введення другого біморфного елемента й інерційної маси, і закріплення біморфного елемента у корпусі по твірній зменшує поперечну чутливість Винахід пояснюється кресленнями, де на фіг 1 показаний варіант конструкції акселерометра, що пропонується, на фіг 2 показана схема з'єднання п'єзоелементів, на фіг 3 показані діаграми спрямованості прототипу і акселерометра, що пропонується (О (О 46269 Акселерометр, що пропонується (фіг 1) міс1975 -С 272-283 тить чутливий елемент у вигляді біморфного елеПриклад конкретного застосування мента, що складаються з металевої мембрани 1 і Був виготовлений акселерометр з біморфним п'єзоелементів 2, 3, які виконані у вигляді кілець, елементом, який складається з пластини діаметінерційні маси 4 та 5, які розміщені всередині кіром 20 і товщиною 0,3мм із полутвердої латуні лець і закріплені на мембрані, та корпус 6 П'єзоЛ63 і двох п'єзоелементів у вигляді кілець з ЗОВНІелементи закріплені на мембрані із боку електроШНІМ діаметром 15, внутрішнім діаметром 6 і товдів протилежної полярності щиною 0,3мм із п'єзокераміки ЦТС-19, двох інерційних мас, які виконані у вигляді циліндрів з діаП'єзоелементи з'єднані послідовно (фіг 2), що метром 6 і висотою 4мм, та закріплені на мембрані забезпечує збільшення чутливості по напрузі за допомогою сплаву Розе П'єзоелементи закріпВЗДОВЖ ОСІ лені на мембрані також за допомогою сплаву Розе Акселерометр працює наступним чином При впливі прискорення, що вимірюється, на Електроди підключалися до підсилювача мазапропонований акселерометр аксіальне на п'єзорки 2650 фірми "Bruel & Kjer" Акселерометр встаелементах внаслідок їхньої деформації виникають новлювався на вібростенд марки 4805 фірми електричні заряди і, ВІДПОВІДНО, електрична на"Bruel & Kjer" і піддався впливові вібрації вздовж 2 пруга, по величині якої можна судити про значення всі циліндра з прискоренням, рівним 1д (9,81м/с ), прискорення, що вимірюється на частоті 100Гц При впливі прискорення в поперечному наЧутливість уздовж ВІСІ для розробленого аксепрямку, заряди, які виникають на п'єзоелементах лерометра складала 17 мВ/м/с2 Поперечна чутпротилежного знака і компенсуються Таким чиливість для розробленого акселерометра - менше ном, вдається зменшити поперечну чутливість 0,1мВ/м/с2 Для прототипу ВІДПОВІДНО 12МВ/М/С 2 І (крива 2, фіг 3) Для прототипу - крива 1, фіг З 6,6м В/м/с2 Примітка Принцип дії п'єзоелектричних аксеТаким чином, поперечна чутливість акселеролерометрів є класикою і докладно описаний у підметра, що пропонується, значно зменшена До ручниках, наприклад, у кн Электрические изметого ж збільшена чутливість вздовж осі рения неэлектрических величин - Л Энергия, ФІГ. 1 Фіг. 2 330 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