Вибропреобразователь

О П И С А Н И Е < 993130

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсник

Социалистическик республик (6 I ) Дополнительное к авт. спид-ву— (22) Заявлено 07. 07. 81 f 21) 3312802/18-10 (5I )NL. Кл.

G 01. Р 15/09 с присоединением заявки.йвГееударствевай кемвтет

CCCP вв делам язевретеявв я вткрытий (23) Приоритет)

Опубликовано 30.01.83. Бюллетень Рм 4 (53) УДК 531. 7б8 (088.8) Дата опубликования описания 30.01.83

Г, Г. Муиаидае, Д. и. Демурия, Г. Н. Циклаури и С. Л. Гамцемлидзе

I::

I м», - ",, „ ф -мса (72) Авторы изобретения (7f) Заявитель (54) ВИБРОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к пьезоэлектрическим виброизмерителям ускорения.

Известно устройство, в котором с целью уменыаения чувствительности

5 виброизмерительного преобразователя к поперечным ускорениям, чувствительный элемент 1,пьезоэлемент ) выполнен в виде кольца, прижатого к корпусу инерционной массы, выполненной Т-образной формы, центр тяжести которой совпадает с центром тяжести пьезо-элемента (1 3

Недостатком данной конструкцииявляется то, что она не обеспечивает полной компенсации поперечной чувст.вительности вибропреобразователя, так как на нерабочих поверхностях пьезоэлемента происходит накопление заря- 2о да, способствующее повышению чувствительности вибропреобразователя в поперечном направлении. Применение чувствительного элемента в виде коль2 ца значительно снижает чувствитель,ность преобразователя в рабочем на" правлении. Кроме того, взаимосвязь между элементами системы инерционная масса - чувствительный элемент » корпус осуществляется посредством склеивания смежных поверхностей указанных элементов, что значительно ограничивает амплитудный диапазон измеряемых виброускорений. Процесс замены и подбора чувствительных элементов, с целью получения наименьших значений поперечной чувствительности, трудоемок и сложен.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является вибропреобразователь, содержащий размещенную в корпусе инерционную массу с прикрепленным к ней пьезоэлементом, компенсационные электроды, расположенные диаметрально противоположно относительно пьезоэлемента нормально

9931

3 к оси максимальной поперечной чувствительности С2 3.

Недостатком известной конструкции является невысокая точность компенсации поперечной чувствительности вибропреобразователя, так как приравнивание значений зарядов, снимаемых с основных и компенсационных электродов происходит дискретно путем изменения площади компенсационных электродов нанесенных непосредственно на нерабочих поверхностях чувствительного элемента путем серебрения или использования проводящего клея и т.д.

Следовательно, усложнен процесс при" ,равнивания зарядов, что снижает.эффективность компенсации поперечной чувствительности и увеличивает времяналадочных работ.

Цель изобретения - повышение точности компенсации поперечной чувствительности вибропреобразователя.

Указанная цель достигается тем, что в вибропреобразователе, содержащем размещенную в корпусе инерцион. ную массу с прикрепленным к ней пьезоэлементом, компенсационные электроды, расположенные диаметрально противоположно относительно пьезоэлемента нормально к оси максимальной поперечной чувствительности, компенсационные электроды выполнены в виде упругих пластин, закрепленных в держателях, имеющих форму сегмента с радиусом кривизны, равным радиусу пьезоэлемента и установленных в корI пусе с возможностью перемещения по оси максимальной поперечной чувствительности пьезоэлемента.

На фиг, 1 показана конструкция виб уу роизмерительного преобразователя ускорения; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. !

Вибропреобразователь содержит корпус 1, инерционный элемент 2, имею- щий пазы 3 на торце окружности через каждые 30О, чувствйтельный элемент

4, прикрепленный к инерционному weменту 2, пружину 5, крышку 6, име- . ющую шлиц и две диаметрально противоположно расположенные направляю щие (выступы) 8, .входящие в пазы 3 инерционного элемента 2, (крышка 6 имеет выступ 9 для фиксации расположения пружины 5), плоские упругие электроды (пластины) 10, закрепленные в держателях 11 и расположенные диаметрально противоположно относи30

4 тельно чувствительного элемента 4, держатели 11 выполнены в виде сегмента с радиусом кривизны, равным ра диусу чувствительного элемента 4 и жестко связаны с ползунками 12 изолируемой втулкой 13, ползунки 12 имеют возможность перемещения в горизонтальной плоскости в специальных направляющих 14 посредством винтов 15, корпус I имеет отметки 16 по окружности для фиксации расположения .шлица 7.

Равенство радиусов кривизны сегментообразных держателей 11 и чувствительного элемента 4 дает возможность максимального облегчения упругих пластин (электродов ) 1О на нерабочей поверхности чувствительного элемента 4, что обеспечивает варьирование в широких пределах площади соприкосновения и, следовательно, значений зарядов дополнительных (компенсационных ) электродов 10.

Компенсация поперечной чувствительности вибропреобразователя осуществляется следующим образом.

В исходном состоянии упругие электроды .10 с помощью винтов 15 отодвигаются от чувствительного элемента 4 на некоторое. расстояние упругие электроды 10 не должны касаться чувствительного элемента 41 Фиксируется расположение шпица 7 крышки 6 по сегментам 16 (относительно корпуса 1).

Вибропреобразователь крепится на вибраторе таким образом, что его ось чувствительности устанавливается перпендикулярно оси направления подвижной системы вибратора и расположение упругих электродов 10 сов падает с направлением оси подвижной. системы вибратора. Затем снимается диаграмма направленности исследуемого вибропреобразователя.

В частности, при определенном значении виброускорения снимается показание исследуемого вибропреобразователя. После этого снимается крышка 6. Совместно с крышкой 6 из корпуса вынимаются пружина 5, инерционный элемент 2 и чувствительный элемент 4. Затем система крышка 6, пружина 5 и инерционный элемент 2 с чувствительным элементом 4 устанавливается дном кверху и переставляются направляющие 8 крышки 6 на последующие пазы 3 в корпусе 1 (расположенные через каждые 30 ). После этого упомянутая система обратно встраива,5 9931 ется в корпус 1 и далее шлиц 7 Кр -" ки б выставляется в положение, зафиксированное в первом случае. Следовательно, в данном случае происходит поворот инерционного 2 и чувствительного 4 элементов на 30 отноо сительно прежнего расположения. В. данном положении снимаются показания исследуемого вибропреобразователя на том же уровне виброускорения. Вся 10 процедура. повторяется и для остальных дискретных положений (.по кругу через каждые 30О)и после полного оборота (на 360 )чувствительного элемента 4 по полученной измерительной 35 информации, являющейся диаграммой направленности исследуемого вибропреобразователя, определяется нап равление вектора максимальной поперечной чувствительности. Далее производит-Эъ ся совмещение направлений вектора максимальной поперечной чувствительности ис.следуемого вибропреобразователя с направлением расположения компенсационных упругих электродов. Это осуществляется посредством перестановки инерционного элемента 2 (совместно с чувствительным элементом 4 ) в со- ответствующее положение.

После совпадения направлений век- з тора максимальной поперечной чувствительности с направлением расположения компенсационных упругих электродов l0 производят перемещение держателей 11 в сторону чувствительного элемента 4 посредством поворота винтов 15, следовательно, происходит соприкосновение компенсационных упругих электродов l0 с нерабочей поверхностью чувствительного элемен- 4О

:та 4. С момента соприкосновения происходит изменение величины заряда (накопленного на нерабочей поверхности чувствительного элемента 4), снимаемого с компенсационных упругих электродов 10, и сличение его с величиной заряда, снимаемого с основных электродов 17 чувствительного элемента 4, при определенном значении виброускорения. Плавное изменение площади соприкосновения компенса-— .ционных упругих электродов 10 с нерабочей поверхностью чувствительного элемента 4 происходит до тех пор (посредством поворота винта 13 ); по53 ка величина заряда, снимаемого с ком" пенсационных упругих электродов 10, не станет равной значению величины

30 6 заряда, снимаемого с основных электродов 17 чувствительного элемента

4, После этого каждый. из компенсационных упругих электродов 10, расположенных на нерабочей поверхности чувствительного элемента 4, электрически соединяют с основным электродом 17 чувствительного элемента

4 противоположной полярности и производят фиксацию винта 15.

Технико-экономической эффективностью предлагаемого вибропреобразователя ускорения является повышение точности измереиия параметров вибрации за счет более полной компенсации поперечной чувствительности. Кроме того, в случае нарушения компенсации зарядов от поперечной чувствительности, что может быть вызвано старением и релаксационными явлениями чувствительного элемента и жесткости пружины, в предлагаемом устройстве имеется возможность заново провести регулирование системы и компенсацию поперечной чувствительности вибропреобразователя.

Формула изобретения

Вибропреобразователь, содержащий размещенную в корпусе .инерционную массу с прикрепленным к ней пьезоэлементом, компенсационные электроды, расположенные диаметрально противоположно относительно пьезоэлемента нормально к оси максимальной поперечной чувствительности, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности компенсации поперечной чувстчительности вибропреобразователя, компенсационные электроды выполнены в виде упругих пластин, закрепленных в держателях имеющих форму сегмента с радиусом кривизны, равным радиусу пьезоэлемента, и установленных в корпусе с возможностью перемещения по оси мак" симальной поперечной чувствительности пьезоэлемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

109258, кл. G 01 P 15/09, 1957.

2. Авторское свидетельство СССР

М 373626, кл. G 01 P 15/09, 1971 (прототип}.

993130 у р Л

Р j д /г

4- A уг

Составитель И. Полунина

Редактор А. Фролова ТехредЖ. Кастелевич Корректор Г, Orap

Заказ 446/59 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4