ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АКСЕЛЕРОМЕТР
PIEZOELECTRIC ACCELEROMETER

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению вибрационных и ударных ускорений.
Известны конструкции пьезоэлектрических акселерометров с поджатием (см. книгу Виброметрия, М., Машиностроение, 1963 г. Ю.И. Иориш, стр. 568-569), содержащие корпус, на основании которого установлен пьезоэлектрический чувствительный элемент с возможностью взаимодействия с упруго поджатым инерционным элементом. Пьезоэлектрический чувствительный элемент может состоять из одного или нескольких пьезоэлементов, а в качестве упругого элемента используются самые различные пружины: плоские, тарельчатые, витые и т.д.
Основной недостаток таких конструкций заключается в усложнении конструкции из-за введения в механическую принципиальную схему промежуточных упругих элементов, что ограничивает возможность увеличения коэффициента преобразования за счет увеличения массы инерционного элемента и негативно влияет на основные технические характеристики, а именно искажает форму сигнала и увеличивает неравномерность АЧХ.
Вышеуказанное устройство пьезоэлектрического акселерометра является наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству и поэтому выбрано в качестве прототипа.
Решаемой технической проблемой является создание пьезоэлектрического акселерометра с уменьшенными массогабаритными характеристиками.
Достигаемым техническим результатом является увеличение коэффициента преобразования и уменьшение неравномерности АЧХ.
Для достижения технического результата в пьезоэлектрическом акселерометре, содержащем корпус, на основании которого установлен пьезоэлектрический чувствительный элемент с возможностью взаимодействия с упруго поджатым инерционным элементом, новым является то, что в качестве упругого элемента используется часть крышки или часть основания, а инерционным элементом является часть крышки или крышка и часть корпуса.
Новая совокупность существенных признаков в заявляемом устройстве позволяет при уменьшенных массогабаритных характеристиках увеличить коэффициент преобразования при одновременном уменьшении неравномерности АЧХ.
На фигурах 1, 2, 3 представлена конструкция заявляемого устройства.
На фигуре 1 пьезоэлектрический акселерометр содержит корпус 1, на основании 2 которого установлен пьезоэлектрический чувствительный элемент 3 с возможностью взаимодействия с инерционным элементом 6, упруго поджатым частью 4 крышки 5.
На фигуре 2 в качестве упругого элемента используется часть 4 крышки 5, а инерционным элементом является часть 7 крышки 5.
На фигуре 3 в качестве упругого элемента используется часть 8 основания 2, а инерционным элементом является крышка 5 и часть 9 корпуса 1.
Представленный на фиг. 1 пьезоэлектрический акселерометр работает следующим образом.
При воздействии на акселерометр ускорения оно воспринимается инерционным элементом 6 и приводит к его смещению, которое вызывает деформацию взаимодействующего с ним пьезоэлектрического чувствительного элемента 3, что приводит к образованию на его обкладках электрического заряда, пропорционального воздействующему ускорению. Упругое поджатие инерционного элемента 6 частью 4 крышки 5 к пьезоэлектрическому чувствительному элементу 3, обеспечивает их безотрывное взаимодействие при воздействии ускорения на акселерометр.
При воздействии на акселерометр ускорения (см. фиг. 2) оно воспринимается частью 7 крышки 5, выполняющей роль инерционного элемента, что приводит к ее смещению и вызывает деформацию взаимодействующего с ней пьезоэлектрического чувствительного элемента 3 и образованию на его обкладках электрического заряда, пропорционального воздействующему ускорению. Упругое поджатие части 7 частью 4 крышки 5 к пьезоэлектрическому чувствительному элементу 3, обеспечивает их безотрывное взаимодействие при воздействии ускорения на акселерометр.
При воздействии на акселерометр ускорения (см. фиг. 3) оно воспринимается крышкой 5 и частью 9 корпуса 1, совокупно выполняющих роль инерционного элемента, это приводит к их смещению и вызывает деформацию взаимодействующего с крышкой 5 пьезоэлектрического чувствительного элемента 3, что приводит к образованию на его обкладках электрического заряда, пропорционального воздействующему ускорению. Упругое поджатие крышки 5 и части 9 корпуса 1 частью 8 основания 2 к пьезоэлектрическому чувствительному элементу 3, обеспечивает их безотрывное взаимодействие при воздействии ускорения на акселерометр.
Изготовлен экспериментальный образец пьезоэлектрического акселерометра, в котором в качестве упругого элемента используется часть основания, а инерционным элементом является крышка и часть основания. Проведенные испытания экспериментального образца подтвердили его работоспособность.