П’єзоелектричний вимірювальний пристрій з автономним джерелом живлення

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

П'єзоелектричний вимірювальний пристрій з автономним джерелом живлення, що містить електронну схему, п'єзоелемент із двома електродами, один з яких підключено до спільного провідника, а інший - до електронної схеми, автономне джерело живлення, до складу якого входить перетворювач енергії вимірюваного параметра в електричний сигнал, яким здійснюється живлення електронної схеми, який відрізняється тим, що п'єзоелемент і перетворювач енергії вимірюваного параметра автономного джерела живлення виконані у вигляді одного елемента, що виконує одночасно обидві функції і має додатковий електрод, який підключено до автономного джерела живлення.

Текст

Реферат: П'єзоелектричний вимірювальний пристрій з автономним джерелом живлення, в якому п'єзоелемент і перетворювач енергії вимірюваного параметра автономного джерела живлення виконані у вигляді одного елемента, що виконує одночасно обидві функції і має додатковий електрод, який підключено до автономного джерела живлення. UA 67915 U (54) П'ЄЗОЕЛЕКТРИЧНИЙ ВИМІРЮВАЛЬНИЙ ПРИСТРІЙ З АВТОНОМНИМ ДЖЕРЕЛОМ ЖИВЛЕННЯ UA 67915 U UA 67915 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до вимірювальної техніки, зокрема, до вимірювальних приладів із автономними джерелами живлення, в яких енергія вимірювального сигналу перетворюється в електричну енергію. Відомий пристрій - п'єзоелектричний перетворювач механічних величин, який складається з узгоджувального підсилювача напруги і п'єзоелемента з трьома електродами, які розташовані на двох протилежних гранях п'єзоелемента (див. патент України № 34318 А, МКИ G01L 1/16, G01P 15/09 / Шарапов В. М., Мусієнко М. П., та інші по заявці № 99063573 від 1999.06.24 опубл. 2001.02.01). Недоліком цього пристрою є необхідність подавати живлення на підсилювач напруги від зовнішнього джерела живлення, що ускладнює схему. Відома система безпеки, що складається з електронного блока, датчиків, автономного джерела живлення, котре містить перетворювач енергії параметра, що вимірюється в електричну для накопичення і використання (див. патент РФ № 2310598, МКИ В66С 13/18, В66С 15/06, В66С 23/88 / Коровін В. А., Коровін К. В. по заявці № 2005130378/11 від 2005.09.29 опубл. 2007.04.10). Недоліком цієї системи є її складність, яка полягає в необхідності використання кількох перетворювачів енергії, що знижує надійність та підвищує вартість системи. Зазначений пристрій найбільш близький по технічній суті й вибраний як прототип. В основу корисної моделі поставлена задача спрощення конструкції шляхом виконання датчика і перетворювача енергії вимірюваного параметра для джерела живлення у вигляді одного п'єзоелемента. Пристрій, що заявляється, містить електронну схему, п'єзоелемент із двома електродами, один з яких підключено до спільного провідника, а інший - до електронної схеми, автономне джерело живлення, до складу якого входить перетворювач енергії вимірюваного параметра в електричний сигнал, яким здійснюється живлення електронної схеми. Пристрій відрізняється тим, що п'єзоелемент і перетворювач енергії вимірюваного параметра автономного джерела живлення виконані у вигляді одного елемента, що виконує одночасно обидві функції і має додатковий електрод, який підключено до автономного джерела живлення. Усі перераховані у формулі ознаки є необхідними і достатніми для досягнення технічного результату. Технічним результатом корисної моделі є спрощення конструкції, що призводить до підвищення надійності та зменшення вартості системи. Корисна модель поясняється кресленням де показана блок-схема пристрою, що заявляється. П'єзоелектричний вимірювальний пристрій з автономним джерелом живлення містить п'єзоелемент 1, електронну схему 2, автономне джерело живлення 3. Пристрій працює наступним чином. Вимірюваний параметр у вигляді фізичної величини (наприклад, вібрації) діє на п'єзоелемент 1. П'єзоелемент 1 має додатковий електрод для відведення частини енергії, котра накопичується в автономному джерелі живлення 3 та використовується для живлення електронної схеми 2, що здійснює вимірювальні операції над параметром вимірюваного сигналу, що надходить від п'єзоелемента 1 по іншому електроду. Завдяки такій організації роботи необхідність в окремому перетворювачі енергії зникає. Це забезпечує спрощення конструкції приладу, підвищує його надійність, та зменшує вартість. Приклад конкретного застосування. Був виготовлений пристрій на п'єзоелементі, що виступав як перетворювач прискорення (акселерометра) з дисковим п'єзоелементом діаметром 16 і товщиною 1 мм з п'єзокераміки ЦТС-23 з електродами на торцях диска. Додатковий електрод був виконаний шляхом поділу електрода на одному з торців диска на дві частини. Узгоджувальний підсилювач напруги був виконаний на двох транзисторах - КП201Е-1 і КТ315А з регульованим коефіцієнтом підсилення від 0 до 19. Вхідний опір підсилювача 1,8 МОм. Неподілений електрод був спільним для двох інших. Один із електродів, що створений поділом, використовувався для подачі сигналу прискорення на підсилювач сигналу з подальшою передачею на пристрій вимірювання; інший із блоком живлення. Блок живлення складався із мостового випрямляча на діодах із бар'єром Шоткі типу ВАТ54, захисного сапресора від перенапруги типу 6КЕ6,8А, накопичувача енергії, як конденсатора великої ємності - іоністора із ємністю 0.22Ф типу К58-9а, спеціалізованої мікросхеми перетворювача напруги LTC1044CJ8 для створення напруги живлення 5В. Пристрій встановлювався на вібростенд 4805 фірми "Brüel & Kjer" і піддавався впливу вібрації на різних частотах з прискоренням lg. 1 UA 67915 U Підсилювач сигналу живився повністю автономно, а енергія надходила від акселерометра. Тобто, за допомогою одного п'єзоелемента стало можливим виконання обох функцій вимірювання та живлення, що спрощує конструкцію вимірювального приладу (на відміну від прототипу, де для виконання кожної функції слугував окремий п'єзоелемент). 5 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 П'єзоелектричний вимірювальний пристрій з автономним джерелом живлення, що містить електронну схему, п'єзоелемент із двома електродами, один з яких підключено до спільного провідника, а інший - до електронної схеми, автономне джерело живлення, до складу якого входить перетворювач енергії вимірюваного параметра в електричний сигнал, яким здійснюється живлення електронної схеми, який відрізняється тим, що п'єзоелемент і перетворювач енергії вимірюваного параметра автономного джерела живлення виконані у вигляді одного елемента, що виконує одночасно обидві функції і має додатковий електрод, який підключено до автономного джерела живлення. Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Piezoelectric measuring device with autonomous power supply

Автори англійською

Musienko Maksym Pavlovych, Petliovanyi Petro Viktorovych, Davydenko Yevhen Oleksandrovych

Назва патенту російською

Пьезоэлектрическое измерительное устройство с автономным источником питания

Автори російською

Мусиенко Максим Павлович, Петлеваный Петр Викторович, Давыденко Евгений Александрович

МПК / Мітки

МПК: B66C 23/88, B66C 13/18, B66C 15/00

Мітки: автономним, живлення, п'єзоелектричний, вимірювальний, джерелом, пристрій

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/4-67915-pehzoelektrichnijj-vimiryuvalnijj-pristrijj-z-avtonomnim-dzherelom-zhivlennya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">П’єзоелектричний вимірювальний пристрій з автономним джерелом живлення</a>

Подібні патенти