Измерение ускорения и замедления, измерение импульсов ускорения: ...с помощью пьезоэлектрического датчика – G01P 15/09

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к технике измерения параметров удара на стендах и может быть использовано при исследовании ударного взаимодействия тел. Устройство для измерения продолжительности удара, содержит корпус, элемент коммутации, генератор и блок индикации, снабжено преобразователем длительности импульсов генератора в цифровой код, схемой, осуществляющей передачу импульсов с генератора на счетчик импульсов при замыкании контактов проводника, счетчиком импульсов, преобразователем импульсов в цифровой код и вычислительным блоком, корпус выполнен виде цилиндрической втулки, внутри которой расположен подпружиненный в осевом направлении шток с бойком с возможностью ударного взаимодействия его с соударяемым телом, расположенным на металлическом основании, при этом на свободном конце штока закреплен проводник, соединенный с одним из входов схемы, осуществляющей передачу импульсов с генератора на счетчик импульсов, на металлическом основании также закреплен проводник, соединенный с другим входом схемы, осуществляющей передачу импульсов с генератора на счетчик импульсов. Полученный при ударе бойка электрический импульсный сигнал поступает в электронный блок, преобразуется в цифровой код и определяется длительность удара, как произведение количества импульсов и общее время импульсов, которое показывается на цифровом индикаторе блока индикации. Технический результат заключается в повышении точности определения продолжительности удара и определения с высокой степенью точности развитие ускорений, сил в любой момент времени развития кратковременного ударного процесса. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения пиковых ударных ускорений. Пьезоэлектрический датчик ударного ускорения содержит корпус, во внутренней полости которого закреплена опора, имеющая выступы в средней части, равноудаленные от сторон корпуса, на каждом из которых закреплены при помощи промежуточного клеевого слоя пьезоэлемент и инерционная масса. Клеевой слой содержит клей, каучук и калиброванные проводящие частицы, а геометрический центр опоры совпадает с геометрическим центром корпуса. В клеевой слой введен графит, содержание которого не превышает 10%, а калиброванные частицы выполнены размером 20-80 мкм, при этом содержание каучука в клеевом слое составляет не менее 60%.

Техническим результатом изобретения является увеличение коэффициента преобразования и демпфирующих свойств датчика. 3 ил.

Изобретение относится к приборостроению, а именно к акселерометрам. Акселерометр содержит измерительную ячейку в форме прямоугольного параллелепипеда, пористую сферу, внутри которой размещен герметизированный сильфон с дополнительными грузами. В нижней части ячейки прикреплены дополнительный сильфон, катушка электромагнита, сердечник, а также три пары пьезоэлементов (попарно излучатели и приемники). Изобретение позволяет упростить конструкцию и повысить точность измерений. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к методу изготовления силового измерительного датчика из нескольких материалов. На первом этапе изготовления происходит подготовка комплектующих и сборок, т.е. изготовление из пружинной стали армирующего кольца, кольцевой насадки с конической наружной фаской из вольфрамового сплава, титановых шестигранного основания и стаканообразного корпуса с коаксиальным разъемом или кабелем. Второй этап включает в себя закрепление сборки в вертикальном осевом креплении станка электроэрозионной проволочной резки, выполнение в фиксированных положениях трех вертикальных пазов, установку чувствительных элементов, напрессовку или горячую посадку армирующего кольца на кольцевую насадку с пьезоэлементами, выполнение горизонтальных радиальных разрезов под армирующим кольцом для образования инерционной массы и установку и закрепления корпуса и подсоединения к выходу предварительного усилителя разъема. Изобретение позволяет использовать в датчике различные материалы для основания и инерционных масс, что дает возможность получения малогабаритных размеров в сочетании с высокой чувствительностью и собственной частотой за счет того, что в конструкцию датчика добавлен предварительный усилитель, подключенный к чувствительным элементам, а сам метод изготовления включает минимум операций. 5 ил.

Изобретение относится к датчикам, а конкретно, к пьезоэлектрическим акселерометрам, используемым в качестве сейсмодатчиков. Трехосевой акселерометр содержит три пары пьезопластин, соединительные проводники, инерционные массы, причем инерционная масса первой пары пьезопластин общая и имеет форму прямоугольного параллелепипеда, инерционная масса второй пары пьезопластин состоит из инерционной массы первой пары пьезопластин, самих первых пьезопластин, соединенных первой прямоугольной скобой, инерционная масса пьезопластин состоит из инерционной массы вторых пьезопластин, самих вторых пьезопластин, соединенных тонкостенной прямоугольной втулкой, причем третья пара пьезопластин соединена второй прямоугольной скобой, являющейся основанием конструкции, а инерционная масса, скобы и втулка выполнены из токопроводящего материала. Технический результат - увеличение чувствительности акселерометра и уменьшение габаритов. 1 ил.

Изобретение относится к области измерения параметров движения, в частности к измерению акселерометрами ударных ускорений. Механический фильтр для акселерометра содержит корпус с резьбовой крышкой для поджатия упругодемпфирующих элементов, между которыми размещен акселерометр, и резьбовой хвостовик для крепления к объекту испытания, расположенный на торце корпуса. Акселерометр размещен в направляющей втулке, установленной по скользящей посадке с корпусом и акселерометром. Упругодемпфирующие элементы выполнены в виде колец и установлены по своему внутреннему диаметру на центрированные выступы крышки и корпуса, высота которых меньше высоты колец, наружный диаметр колец не превышает внутренний диаметр втулки. Изобретение позволяет повысить надежность получения достоверной информации. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения виброускорений промышленных объектов, а также для вибрационного анализа и вибромониторинга промышленного оборудования в условиях высоких промышленных наводок и помех. Акселерометр содержит основание корпуса, стойку, пьезоэлектрические шайбы, инерционную массу, гайку, крышку, выходной кабель, а также две изолирующие шайбы, изолирующую втулку, электропроводную шайбу и металлорукав. Стойка изготовлена отдельно от основания корпуса в виде винта, в основании корпуса сделано круглое отверстие. На стержень винта надеты одна изолирующая шайба и изолирующая втулка. Винт с нижней стороны основания вставлен в отверстие основания корпуса, сверху на стержень винта последовательно надеты другая изолирующая шайба, электропроводная шайба, пьезоэлектрические шайбы и инерционная масса, выполненная в виде опрокинутой чашки. Все отрицательные обкладки пьезоэлектрических шайб электрически соединены с инерционной массой и с экраном выходного кабеля, который пропущен через крышку и электрически изолирован от корпуса датчика, а все положительные обкладки соединены проводом, который проходит через отверстие в инерционной массе, с центральной жилой выходного кабеля, помещенного в металлорукав, соединенный с корпусом. 2 ил.

Изобретение относится к измерению параметров динамических механических величин. Сущность: пьезоэлектрический измерительный преобразователь содержит пьезопреобразователь и предусилитель, Первая часть предусилителя размещена в корпусе преобразователя и включает каскад усиления на полевом транзисторе и трех резисторах. Вторая часть предусилителя расположена вне корпуса и включает разделительный конденсатор и токостабилизирующий диод, катод которого и первый вывод разделительного конденсатора соединены с истоком полевого транзистора. Второй вывод разделительного конденсатора и анод токостабилизирующего диода соединены соответственно с регистратором и источником питания, общая точка которых соединена со стоком полевого транзистора. Преобразователь содержит также последовательно соединенные первый и второй диоды. Катод первого и анод второго диодов соединены соответственно с истоком и стоком полевого транзистора. Их средняя точка соединена с затвором полевого транзистора, с первым электродом пьезопреобразователя первым выводом первого резистора, второй вывод которого соединен с первыми выводами второго и третьего резисторов. Второй вывод второго резистора соединен с истоком полевого транзистора. Второй вывод третьего резистора соединен со вторым электродом пьезопреобразователя и со стоком полевого транзистора. Технический результат: упрощение электрической схемы, снижение уровня собственного шума и защита от пробоя полевого транзистора. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пьезоэлектрическим акселерометрам, предназначенным для измерения вибрационных и ударных ускорений. Акселерометр содержит поджатые к основанию корпуса пьезочувствительный элемент, работающий на сжатие-растяжение, и инерционный элемент, соединенные электрически параллельно. При этом их вектора поляризации ориентированы вдоль оси чувствительности акселерометра и направлены в разные стороны, и инерционный элемент выполнен из монокристаллического диэлектрика - пьезоэлектрического материала. Изобретение позволяет повысить осевую чувствительность акселерометра при сохранении его габаритов и массы, уменьшить величину смещения нулевой линии практически до 0 и уменьшить себестоимость. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для формирования сигнала пьезоэлектрического датчика для передачи по двухпроводному интерфейсу. Устройство содержит: первый и второй входы для подключения пьезоэлектрического элемента; первый и второй операционный усилитель; десять резисторов; пять конденсаторов; транзистор; первый, второй и третий дополнительные конденсаторы; первый, второй и третий дополнительные резисторы; выходы устройства для подключения к системе измерения вибрации и к источнику постоянного тока. Техническим результатом изобретения является повышение помехоустойчивости к воздействию синфазных помех. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам электрических измерений неэлектрических величин, и может быть использовано для измерения виброускорений промышленных объектов. Способ заключается в использовании пьезоэлектрического вибропреобразователя, состоящего из корпуса вибропреобразователя со стойкой, имеющей резьбу на верхнем конце, а также пьезоэлектрических и изоляционных шайб и инерционной массы, которые надевают на стойку, прижимают пьезоэлектрические и изоляционные шайбы и инерционную массу при помощи гайки к основанию вибропреобразователя. Стойку изготовляют отдельно от корпуса в виде винта, закрепляют в основании корпуса при помощи диэлектрической втулки и обеспечивают электрическую изоляцию от корпуса. На винт со стороны резьбы надевают диэлектрическую, затем электропроводную шайбы, пьезоэлементы, инерционную массу и гайку, электрически изолируют их от корпуса вибропреобразователя. Пьезоэлементы при помощи электропроводной шайбы и инерционной массы электрически экранируют от корпуса, обеспечивая минимальную емкость между корпусом вибропреобразователя и его выходом. При этом все отрицательные обкладки пьезоэлементов соединяют с инерционной массой и с экраном выходного кабеля, который электрически изолируют от корпуса датчика, а все положительные обкладки пьезоэлементов соединяют проводом, который пропускают через отверстие в инерционной массе и соединяют с центральной жилой кабеля, которая является выходом вибропреобразователя. Технический результат заключается в повышении точности измерений. 1 ил.

Изобретение относится к области конструирования измерительной техники, в частности к датчикам измерения параметров механических колебаний, работающим в широкой полосе частот, и может быть использовано для измерения параметров механических колебаний различных объектов в строительстве, машиностроении и т.д. Техническим результатом изобретения является создание трехкомпонентного датчика колебательного ускорения, работающего в широкой полосе частот и позволяющего измерять величину и направление вектора колебательного ускорения в любом направлении, что позволяет получать более точные измерения. Трехкомпонентный датчик колебательного ускорения содержит корпус, который жестко закреплен на базовом основании и закрыт колпачком. Корпус выполнен из металла в форме трехгранной пирамиды с тремя ортогональными плоскостями, на каждой из которых консольным способом закреплены по одному чувствительному элементу. Чувствительные элементы выполнены в виде пьезоэлектрических или биморфных пластин. 3 ил.

Изобретение предназначено для преобразования вибрации в сигнал виброскорости, который может быть использован для измерения и контроля уровня вибрации контролируемого объекта. Техническим результатом изобретения является расширение динамического диапазона и увеличение достоверности измерений. Устройство для измерения вибрации содержит пьезоэлектрический преобразователь, инструментальный усилитель и операционный усилитель, выход которого является выходом устройства. Выходы пьезоэлектрического преобразователя соединены с прямым и инверсным входами инструментального усилителя, первый вход задания усиления которого соединен с первым выводом первого резистора. Выход операционного усилителя соединен с его инверсным входом через конденсатор. Инверсный вход операционного усилителя соединен через второй резистор с выходом инструментального усилителя. Прямой вход операционного усилителя соединен с общей шиной. В устройство введена индуктивность, которая включена между вторым выводом первого резистора и вторым входом задания усиления инструментального усилителя, а параллельно конденсатору подключен третий резистор. Прямой и инверсный входы инструментального усилителя могут быть соединены с общей шиной через первый и второй вспомогательные резисторы. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в приборостроении и машиностроении для измерения ускорения. Акселерометр содержит пьезоплату, на которой сформирован резонатор на поверхностных акустических волнах, и инерционные массы, закрепленные на наиболее удаленных сторонах пьезоплаты. Отражающие структуры резонатора расположены с периодом, равным , ширина канавки равна , скважность больше 1, - длина поверхностной акустической волны, n - целое число, большее или равное 1, m - целое число, большее или равное 1. Область крепления пьезоплаты к основанию расположена на противоположной (по отношению к поверхности распространения акустических волн) поверхности пьезоплаты и под встречно-штыревым преобразователем и между отражающими структурами, образующими единый измерительный резонатор на поверхностных акустических волнах. Пьезоплата может иметь переменную толщину, а инерционные массы могут быть жестко связаны между собой, образуя единую инерционную массу, закрепленную на наиболее удаленных сторонах пьезоплаты. Техническим результатом является повышение точности и чувствительности измерения ускорения. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в приборостроении и машиностроении для измерения ускорения. Акселерометр содержит инерционную массу и пьезоплату, прикрепленную к основанию. Область крепления пьезоплаты к основанию расположена на противоположной стороне от отражающих структур на пьезоплате между отражающих структур, образующих совместно со встречно-штыревым преобразователем единый измерительный резонатор на поверхностных акустических волнах. Пьезоплата может иметь переменную толщину в области расположения отражающих структур. Техническим результатом является повышение точности измерения ускорения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение предназначено для измерения деформационных параметров силовых агрегатов и конструкций. Вибропреобразователь содержит корпус 1 с закрепленным в нем пьезоэлементом 3, выполненным в виде прямоугольного параллелепипеда с квадратным основанием и с элементами съема заряда в виде электропроводящих поверхностей 4, закрепленных на его гранях и электрически изолированных друг от друга, проводники для съема зарядов 7 и диэлектрическую подложку 5, на которой установлено квадратное основание 2 пьезоэлемента 3, полярная ось которого перпендикулярна плоскости его крепления к подложке 5. Каждая электропроводящая поверхность 4 выполнена в виде пластины с выступающим на одной из ее сторон за пределы соответствующей грани параллелепипеда лепестком 6, изготовленной из изотропной медной фольги и закрепленной на грани параллелепипеда посредством полимеризуемого термореактивного токопроводящего материала, при этом на каждой паре смежных пластин лепестки 6 ориентированы на разные ребра параллелепипеда, в каждом лепестке 6 выполнена просечка для крепления проводника для съема зарядов 7, а ось каждого лепестка 6 совпадает с одной из плоскостей симметрии соответствующей пластины 4. Такая конструкция преобразователя позволяет вывести точки крепления проводников к элементам съема заряда, как наиболее выраженные концентраторы напряжений, за пределы поверхностей съема заряда чувствительного элемента и позволяет реализовать технологии изготовления деталей и монтажа пьезопакетника промышленным образом, что минимизирует неоднородность и механические напряжения на гранях пьезоэлемента. 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электрическим измерительным устройствам, предназначенным для измерения колебаний в широком диапазоне частот колебаний в различных средах. Вибрационный датчик содержит пьезокерамический трубчатый стержень с электродами, закрепленный в корпусе одним концом на основании с электроконтактами перпендикулярно его поверхности, а на другом конце стержня закреплен инерционный элемент, выполненный в виде массы-структуры, которая состоит из тонкостенного цилиндра, полость которого заполнена текучей демпфирующей средой (например маслом низкой вязкости) и единичными сферическими грузами, с возможностью их свободного перемещения, при этом сферические грузы имеют различную массу. Внутри корпуса размещен демпфирующий элемент, в качестве которого использована также текучая демпфирующая среда. Техническим результатом является расширение диапазона измерения при повышении чувствительности датчика. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам согласования пьезопреобразователей с электронными блоками, в частности к устройствам, обеспечивающим передачу сигналов по двухпроводным линиям связи. Согласующее устройство содержит полевой транзистор, затвор которого является первым входом устройства и соединен с первым выводом первого резистора, дополнительный транзистор, два конденсатора и дополнительный резистор, первый вывод которого соединен с истоком полевого транзистора, управляющим электродом дополнительного транзистора и первым выводом второго конденсатора, второй вывод которого соединен с выходным выводом дополнительного транзистора, который соединен с сигнальным выходом устройства, который соединен через первый конденсатор с затвором полевого транзистора. Второй вход устройства является его общим выходом, а сток полевого транзистора является сигнальным выходом устройства. Технический результат состоит в повышении достоверности функционирования устройства за счет снижения риска перегрузки высокочастотными составляющими и расширения частотного и динамического диапазона. 5 н. и 15 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области гравиинерциальных измерений, а именно к измерению параметров ударных импульсов. Устройство содержит четыре однокомпонентных пьезоэлектрических преобразователя ударных импульсов (ускорений) в электрический сигнал (пьезоакселерометров), четыре усилителя электрического заряда, четыре нормирующих усилителя, двенадцатиразрядный быстродействующий аналого-цифровой преобразователь, два блока памяти, регистр объединения полубайтов, формирователь управляющих сигналов, счетчик адреса, контроллер оперативной памяти, управляемый делитель частоты, регистр начальных установок, регистр считывания, коммутатор, микроконтроллер, генератор, формирователь интерфейса, два преобразователя напряжения питания и автономный однополярный источник питания. Техническим результатом является уменьшение погрешности измерения за счет изменения диапазонов измеряемых амплитуд ударных импульсов и частоты преобразования входных импульсов и, соответственно, длительностей записи ударных воздействий (при неизменном объеме памяти). 1 ил.

Изобретение относится к области гравиинерциальных измерений, а именно к измерению параметров ударных импульсов. Устройство содержит три пьезоакселерометра, измерительные оси которых взаимно перпендикулярны, аналого-цифровой преобразователь, блок памяти, последовательно соединенные автономный источник питания и преобразователь напряжения, генератор, содержащий три перестраиваемых полосопропускающих фильтра, соединенных первыми входами с выходами трех пьезоакселерометров, а выходами - с тремя входами аналого-цифрового преобразователя, микропроцессор, цифроаналоговый преобразователь, регистр, блок интерфейса связи и таймер. Техническим результатом, обеспечиваемым изобретением, является повышение точности измерения ускорения ударного импульса за счет регулирования диапазона измерения и перестройки частоты преобразования, а также за счет фильтрации помех. 1 ил.

Изобретение относится к области измерений механических параметров, использующих силочувствительные электромеханические резонаторы. Резонатор электромеханический выполнен из пластины пьезоэлектрического материала в виде сдвоенного камертона, состоящего из двух идентичных параллельно расположенных стержней, концы которых объединены между собой. На концах стержней расположены электроды электромеханического преобразователя. К средней части каждого стержня через перемычку присоединена сосредоточенная масса, понижающая резонансную частоту. Техническим результатом является повышение добротности резонатора, что позволяет выполнить резонатор с большей силовой чувствительностью. 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для работы в средствах измерения и контроля виброускорения различных машин и механизмов. Пьезоэлектрический акселерометр содержит многослойный пакет пьезокерамических пластин, состоящий из трех секций. Секции включают группы из трех пластин. Крайние пластины в группе снабжены диаметральными пазами, заполненными коммутационными шинами. Одна из средних пластин поляризована целиком по толщине, две другие средние пластины содержат сегменты, поляризованные по толщине в противоположных направлениях. Секции с сегментированными пластинами повернуты одна относительно другой на 90° вокруг продольной оси пакета. Технический результат - расширение функциональных возможностей за счет измерения виброускорения в трех взаимно перпендикулярных направлениях. 5 ил.

Группа изобретений относится к измерительной технике и к области общего машиностроения и может быть использована при закреплении датчиков ускорения на исследуемых объектах для измерения параметров ударного ускорения в условиях высокого уровня неизмеряемых воздействий. Решаемая задача: расширение диапазона измеряемых ускорений при увеличении точности измерений. Сущность изобретения: узел крепления датчика ускорения к объекту содержит установочный блок, прикрепляемый к объекту и элементы крепления датчика к блоку. Установочный блок имеет грани, образующие прямоугольный телесный угол, а датчик выполнен в виде параллелепипеда и контактирует с внутренними поверхностями граней телесного угла по трем поверхностям, причем между внутренними поверхностями граней и соотвествующими им поверхностями датчика по всей площади их контакта размещены эластичные прокладки. Устройство для приклеивания датчика содержит основание, закрепленный на нем зажимной элемент, выполенный в виде двух параллельных идентичных стоек, и винтовой упор. Стойки выполнены в виде скоб прямоугольной формы, соединенных между собой так, что образуют жесткую пространственную конструкцию в форме параллелепипеда, охватывающую датчик. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области контроля вибрации и удара и предназначено для измерения параметров виброударных ускорений. Пьезоэлектрический датчик содержит корпус, инерционное тело, выполненный в виде втулки пьезоэлемент, закрепленный между корпусом и инерционным телом, средство для опоры пьезоэлемента по одной из кромок и средство для опоры аналогичной кромки противоположного торца пьезоэлемента, выполненное в виде кольцевой канавки на корпусе или инерционном теле, в которой размещено упругое разжимное кольцо с обеспечением его защемления между кромкой пьезоэлемента и противоположной ей поверхностью канавки. Техническим результатом является повышение виброударной прочности. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерениям параметров ударных импульсов. Устройство содержит три однокомпонентных пьезоакселерометра (или один трехкомпонентный), оси чувствительности которых взаимно ортогональны, три усилителя электрического заряда, усилитель тока, источник опорного напряжения, восьмиразрядный быстродействующий аналого-цифровой преобразователь, блок памяти, генератор, устройство управления, автономный однополярный источник питания, преобразователь напряжения питания, переключатель напряжения. Выходы пьезоакселерометров подключены к соответствующим первым входам усилителей заряда, вторые входы которых подключены к выходу усилителя тока, вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения и четвертым входом аналого-цифрового преобразователя, первый, второй и третий входы которого подключены к выходам соответствующих усилителей заряда. Выход источника питания подключен к первым входам преобразователя напряжения питания и переключателя напряжения питания, второй вход которого соединен с выходом преобразователя напряжения питания, второй вход которого соединен с выходом устройства управления, первый вход которого подключен к выходу генератора. Выход переключателя напряжения подключен к первому входу блока памяти, второй вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя и вторым входом устройства управления. Техническим результатом, обеспечиваемым изобретением, является возможность измерения всех параметров ударного импульса (длительности, амплитуды, скорости нарастания и спада, спектра и т.д.) по трем взаимно ортогональным осям непосредственно в зоне действия удара. 1 ил.