Измерительный узел вибропреобразователя

 

Изобретение относится к виброметрии и может быть использовано при измерении ортогональных составляющих пространственного колебательного движения. Цель изобретения - повышение точности измерения вибрации за смет снижения коэффициента поперечной чувствительности. Устройство - измерительный узел вибропреобразоватслл содержит элемент поджатия измерительного узлз вибропреобрэзователя, выполненный в виде кольцевой гайки 1 с отверстием, Б котором расположен электромеханический преобразователь, выполненный в виде по меньшей мере из одного трубчатого пьезоэлектрического элемента 2, 3, расположенного между элементом поджатия измерительного узла вибропреобразователя и элементом взаимодействия электромеханического преобразователя , выполненным в виде пружины 4, радиальная жесткость которой меньше осевой жесткости, взаимодействующей с инерционным элементом 5. выполненным в виде шара. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s G 01 Н 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4806055/28 (22) 26,03.90 (46) 15,09.92. Бюл. ¹ 34 (71) Институт машиноведения им. А.A.Ánàãîнравова (72) А.Б. Новиков (56) Авторское свидетельство СССР

N- 896423, кл. G 01 Н 1/04, 1982. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ ВИБРОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к виброметрии и может быть использовано при измерении ортогональных составляющих пространственного колебательного движения, Цель изобретения — повышение точности измерения вибрации за счет снижения коэффициента поперечной чувствительности. УстройстИзобретение относится к виброметрии и может быть использовано при измерении ортогональных составляющих пространственного колебательного движения.

Известно устройство — измерительный узел вибропреобразователя, содержащий прямоугольную пластину и расположенный в центральной ее части со стороны, противоположной стороне ее касания с инерционным элементом электромеханический преобразователь (авт.св. СССР ¹ 645035, кл. G 01 Н 1/04, 1977).

Недостатком аналога является низкая точность измерения вибрации. обусловленная высоким коэффициентом поперечной чувс вительности, возникающим за счет изгибной деформации при движении инерционного элемента вдоль поперечного направления пластины.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленБЫ„„17б2127 А1 во — измерительный узел виброп реобразователя содержит элемент поджатия измерительного узла вибропреобраэователя, выполненный в виде кольцевой гайки 1 с отверстием, в котором расположен электромеханический преобразователь. выполненный в виде по меньшей мере из одного трубчатого пьезоэлектрического элемента

2, 3, расположенного между элементом поджатия измерительного узла вибропреобразователя и элементом взаимодействия электромеханического преобразователя, выполненным В виде пружины 4, радиальная жесткость которой меньше осевой жесткости, взаимодействующей с инерционным элементом 5., выполненным в виде шара. 1 ил. ному устройству является устройство — измерительный узел вибропреобразователя, содержащий электромеханический преобразователь, элемент поджатия электромеханического преобразователя, взаимодействующий с ним элемент взаимодействия электромеханического преобразователя с инерционным элементом вибропреобразователя. Электромеханический преобразователь выполнен в виде набора параллельно расположенных шайб или дискОВ с токопроводящил1и пластинами между ними, а элемент взаимодействия электромеханического преобразователя с инерционным элементом выполнен в виде диска. Элемент поджатия измерительного узла к инерционному элементу выполнен в виде кольцевой гайки.

Недостатком прототипа является низкая точность измерения вибрации, из-за высокого коэффициента поперечной чувст1762127

20

30

55 вительности, обусловленной возникновением параэитного сигнала при перемещении инерционного элемента вдоль плоскости шайб или дисков, Цель изобретения — повышение точности измерения вибрации за счет снижения коэффициента поперечной чувствительности.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве — измерительном узле вибропреобразователя, содержащем электромеханический преобразователь, элемент поджатия электромеханического преобразователя, взаимодействующий с ним элемент взаимодействия электромеханического преобразователя с инерционным элементом виброп реобразователя, электромеханический преобразователь выполнен в виде полого цилиндра, элемент взаимодействия выполнен в виде пружины, радиальная жесткость которой меньше осевой жесткости.

На чертеже представлен вибропреобразователь с предложенным измерительным узлом, Устройство — измерительный узел вибропреобразователя содержит элемент поджатия электромеханического преобразователя, выполненный в виде кольцевой гайки 1 с отверстием, о котором расположен электромеханический преобразователь, выполненный в виде полого цилиндра и состоящий по крайней мере из одного трубчатого пьезоэлектрического элемента (на фиг, показано два) 2,3, расположенного между злементом поджатия электромеханического преобразователя и элементом взаимодействия элктромеханического преобразователя с инерционным элементом, выполненным в виде пружины, радиальная жесткость которой меньше осевой жесткости, взаимодействующей с инерционным элементом 5, выполненным B виде шара. Пружины могут быть винтовыл и с . прямоугольным сечением, радиальная тол.щина которых меньше осевой, или прорезными 4, выполненными о виде цилиндра с прорезями, причем толщина стенки цилиндра должна быть больше ширины соединяющих звеньев, например, в два раза.

Между трубчатыми пьезоэлектрическими элементами расположены токосьемники 6.

Возможно выполнение инерционного элемента в виде куба с выступами, взаимодействующими с пружинами (на фиг. не показано). Три группы ортогональных измерительных узлов с помощью кольцевых гаек

1 закреплены в корпусе 7. Каждая группа состоит иэ двух расположенных на одной оси измерительных узлов, с расположенным между ними инерционным элементом

5. За счет поджатия с помощью кольцевых гаек 1 обеспечивается безотрыоное движение инерционного элемента 5.

Заявленное устройство работает следующим образом. При колебании корпуса 7 инерционный элемент 5 воздействует на каждый измерительный узел с силами, пропорциональными вектору воздействующей вибрации, при этом составляющая силы, действующая вдоль аксиальной оси измерительного узла, вызывает сдвиговую деформацию трубчатых пьезоэлектрических элементов 2, 3, в результате на их боковых поверхностях образуются электрические заряды противоположного знака, пропорциональные этой составляющей, которые снимаются токосьел никами 6. Составляющая силы, действующая в радиальном направлении вызывает деформацию сжатия-растяжения трубчатых пьезоэлектрических элементов 2, 3, к которой они нечувствительны, так как в силу аксиальной симметрии трубчатых пьезоэлектрических элементов 2, 3, возникающие на их разных участках заряды взаимно компенсируют друг друга, Дополнительное снижение поперечной чувствительности вибропреобразователя достигается за счет того, что радиальная жесткость пружины 4 меньше ее осевой жесткости, В результате при смещении инерционного элемента 5 в радиальном направлении происходит изгиб пружины 4, в то время, как смещение инерционного элемента 5 в аксиальном направлении практически полностью передается трубчатому элементу.

Использование заявленного устройства позволяет обеспечить достижение следующих технико-зкономических преимуществ: снижение коэффициента поперечной чувствительности, осуществляемое за счет использования в качестве электромеханического преобразователя трубчатого элемента и введения пружины, радиальная жесткость которой меньше осевой жесткости. Это позволяет повысить точность измерения вибрации, Кроме того, предложенное техническое решение позволяет расширить частотный диапазон вибропреобразователя в области высоких частот, так как в нем отсутствуют паразитные сигналы, возникающие в результате взаил1одействия шероховатости поверхностей инерционного элемента и промежуточного диска прототипа в процессе их взаимного перемещения.

Формула изобретения

Измерительный узел вибропреобразователя, содержащий электромеханический

1762127

1 17

3 6 / 1

/ l

5 4

Составитель А. Новиков

Редактор М, Васильева Техред М.Моргентал Корректор Jl. Филь

Заказ 3251 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул. Гагарина, 101 преобразователь, элемент поджатия электромеханического преобразователя. взаимодействующий с ним элемент взаимодействия . электромеханического преобразователя с инерционным элементом вибропреобразо- 5 вателя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения вибрации за счет снижения коэффициента поперечной чувствительности, электромеханический преобразователь выполнен в виде полого цилиндра. элемент взаимодействия электромеханического преобразователя выполнен в виде пружины, радиальная жесткость которой меньше осевой жесткости.