Пьезоэлектрический измерительный преобразователь

Cтраница 1

Пьезоэлектрические измерительные преобразователи. а - для измерения переменных сил. б - постоянных. [1]

Пьезоэлектрические измерительные преобразователи применяют обычно для измерения динамических сил. На рис. 1.35, а приведена схема измерительной шайбы. При ее нагружении силой вдоль оси на поверхностях кварцевых пластинок 1 к 4 появляется пропорциональный нагрузке электрический заряд. Элементы 3 и 6 шайбы создают предварительное нагружение пластинок за счет завальцовки, что необходимо для повышения жесткости преобразователя. [2]

Пьезоэлектрические измерительные преобразователи являются преобразователями, чувствительными к силе. Поэтому они, прежде всего, применяются для измерения физических величин ( технологических параметров), которые могут быть приведены к силе: давление, вес, усилие, ускорение, механическое напряжение. Основные преимущества пьезоэлектрических измерительных преобразователей: высокая чувствительность, что позволяет измерять малые значения усилий и давлений; высокая жесткость ( практически отсутствует деформация при нагрузке), что позволяет конструировать измерительные преобразователи без перемещений, высокая конструктивная приспо-сабливаемость. [3]

Недостатком пьезоэлектрических измерительных преобразователей является то, что в обычном исполнении они могут применяться только для измерения динамических усилий и давлений. Причина этого явления состоит в том, что электрический заряд, возникающий на гранях пьезоэлемента в момент приложения усилия, со временем исчезает в силу утечки по экспоненциальному закону. [4]

Для прямого измерения детонационных давлений используют пьезорезистив-ные и пьезоэлектрические измерительные преобразователи. В конденсированных ВВ детонационное давление измеряют пьезорезистивными измерительными преобразователями на основе манганина - манганиновыми датчиками давления. Выбор манганина в качестве материала для датчиков давления основан на сильной зависимости его удельного сопротивления от давления ( сопротивление датчика RX увеличивается примерно на 25 30 % при увеличении давления на 10 ГПа) при невысоком значении температурного коэффициента сопротивления. Фольговые манганиновые датчики размещаются внутри заряда ВВ. Поскольку продукты детонации обладают электропроводностью, чувствительный элемент датчика размещают между изолирующими прокладками из фторопласта, слюды, эпоксидной смолы или лавсана. Для питания датчика используются сильноточные ( 5 10 А) импульсные источники стабилизированного тока. Для измерения изменяющегося сопротивления используются различные дифференциальные схемы, исключающие постоянную составляющую сигнала. [5]

Преобразователь с возбуждением изгибных колебаний.| Преобразователь с возбуждением поверхностных волн. [6]

Как указывалось выше, динамический режим работы пьезоэлектрических измерительных преобразователей создается путем возбуждения в них механических колебаний. При этом возбуждающий генератор настраивается на резонансную частоту пьезоэлемента. В качестве вторичных приборов применяют стандартные измерительные приборы. Пьезоэлектрические преобразователи применяются также в системах автоматики. В том и другом случае выходной сигнал пьезоэлектрического преобразователя должен соответствовать стандарту на выходные сигналы тока и напряжения Государственной системы промышленных приборов и средств автоматизации ( ГСП), поэтому необходимы схемы согласования пьезоэлектрических преобразователей с вторичными приборами. [7]

В 70 - х годах это ограничение применения пьезоэлектрических измерительных преобразователей было снято. В работе [89] предложена следующая модель построения пьезоэлектрических измерительных преобразователей статических усилий и давлений. Так как в статике неизбежна утечка электрических зарядов с граней пьезоэлемента, необходимо создать условия работы пьезоэлемента, эквивалентные динамическому режиму. Динамический режим работы создается путем возбуждения в пьезоэлементе гармонических колебаний от генератора электрических колебаний. Воздействие измеряемой нагрузки изменяет параметры этих колебаний. Максимальную чувствительность такие преобразователи имеют при возбуждении пьезоэлемента на резонансной частоте. Применяются пьезоэлектрические измерительные преобразователи контактного типа и с акустическими чувствительными элементами. [8]

Для прямого измерения давления в ударных и детонационных волнах используют пъезорезистивные и пьезоэлектрические измерительные преобразователи. В конденсированных инертных и реагирующих средах давление измеряют пьезорезистивными измерительными преобразователями на основе манганина - манганиновыми датчиками давления. [9]

Погрешности рассчитаны для колебательной системы с 1 - й степенью свободы и степенью успокоения е 0 015, присущей пьезоэлектрическим измерительным преобразователям; для дифференцирующего усилителя ( цепи RC), что соответствует усилителю переменного тока, и для интегрирующего усилителя ( цепи RC), что соответствует усилителю постоянного тока с фильтром нижних частот. [10]

Вологодский ЦСМ специализируется по поверке средств линейно-угловых измерений и силы. За счет введния в действие нового поверочного оборудования организована поверка пьезоэлектрических измерительных преобразователей ударного ускорения для предприятий всех регионов страны с обработкой результатов на ЭВМ. [12]

Страницы: 1