SU1430767A1

SU1430767A1 - Piezoelectric force cell

Info

Publication number: SU1430767A1
Application number: SU874176088A
Authority: SU
Inventors: Михаил Алексеевич Ребрин
Original assignee: Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола
Priority date: 1987-01-06
Filing date: 1987-01-06
Publication date: 1988-10-15

Abstract

Изобретение относитс к области измерительной техники и может быть использовано дл измерени сил, давлений . Целью изобретени вл етс по- вьшение чувствительности и точности. Цель изобретени достигаетс путем выполнени в пьезоэлементе и демп- фирукхцих прокладках соосньк цилиндрических отверстий с вогнутыми сферическими фасками, в которых расположёны шарики, причем радиусы отверсти , шарика и фаски св заны определенными соотношени ми . На пьезоэлементе имеютс две системы электродов, к одной из которых подключен генератор, возбуждающий колебани в пьезоэлементе, а к другой - измерительный прибор, показани которого завис т от измер емой силы, приложенной к демпфирующим про- sg кладкам. 1 ил. СОThe invention relates to the field of measurement technology and can be used to measure forces, pressures. The aim of the invention is to increase sensitivity and accuracy. The purpose of the invention is achieved by making coaxial cylindrical holes with concave spherical chamfers in which the balls are located, in the piezoelectric element and damping gaskets, where the radii of the hole, ball and chamfer are connected by certain ratios. The piezoelectric cell has two electrode systems, one of which is connected to a generator, which excites oscillations in the piezoelectric element, and the other to a measuring device, the readings of which depend on the measured force applied to the damping sg plates. 1 il. WITH

Description

ijij

0000

о чoh h

ОдOd

Изобретение относитс к силоизме- рительной технике и может быть использовано дл измерени сил, давлений.The invention relates to a force engineering technique and can be used to measure forces, pressures.

Целью изобретени вл етс повыше- ние чувствительности и точности.The aim of the invention is to increase sensitivity and accuracy.

На чертеже изображена схема преобразовател ,The drawing shows a diagram of the Converter,

Пьезоэлектрический преобразователь силы содержит генератор 1 эректрических колебаний, подключенный к первой системе электродов 2, измерительный прибор 3, подключенный к второй системе электродов 4, демпфирующие прокладки 5 и пьезоэлемент 6 с цилиндрит ческими и соосными отверсти ми 7 с вогнутой сферической фаской 8, в которые установлены опорные шарики У.The piezoelectric force transducer contains a generator of erectile vibrations connected to the first system of electrodes 2, a measuring device 3 connected to the second system of electrodes 4, damping pads 5 and a piezoelectric element 6 with cylindrical and coaxial holes 7 with a concave spherical face 8 in which support balls U.

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

Генератор 1, подключенный к первой системе электродов 2 (по обратному пьезоэффекту) возбуждает в пьезоэле- менте 6 продольные механические колебани , которые, распростран сь по пьезоэлементу, вызывают (по пр мому пьезоэффекту) по вление электрического напр жени на второй системе электродов 4, фиксируемого измерительным прибором 3, Измер емое усилие прикладываетс .соосно к пьезоэлементу 6 через демпфирующие прокладки 5 и опорные шарики 9, которые установлены в соосные отверсти 7 с вогнутой сфери- ческой фаской 8. Под действием измер емого усили измен ютс механиV .A generator 1 connected to the first system of electrodes 2 (according to the reverse piezoelectric effect) excites in the piezoelectric element 6 longitudinal mechanical oscillations which, propagating through the piezoelectric element, cause (by the direct piezoelectric effect) the appearance of an electrical voltage on the second system of electrodes 4 fixed measuring device 3. The measured force is applied. coaxially to the piezoelectric element 6 through damping gaskets 5 and supporting balls 9, which are installed in coaxial holes 7 with a concave spherical facet 8. Under the action of measuring of force are varied mehaniV.

ческие сопротивлени стыков пьезоэлемент 6 - опорные шарики 9 - демпфирующа прокладка 5. Это приводит к изменению амплитуды колебательной скорости колебаний пьезоэлемента и, следовательно, к изменению электрического напр жени на второй системе электродов 4, которое вл етс мерой измер емого усили .The joint resistances of the piezoelectric element 6 are the support balls 9 and the damping strip 5. This leads to a change in the amplitude of the oscillatory velocity of the piezoelectric element and, consequently, to a change in electrical voltage on the second system of electrodes 4, which is a measure of the measured force.

Claims

Invention Formula

A piezoelectric force transducer containing a piezoelectric element with two systems of electrodes, one of which is connected to a generator, and the other measuring device, two damping pads, located on opposite sides of the piezoelectric element and mechanically in contact with it using support balls, different in that. that, in order to increase the sensitivity and accuracy, the piezoelectric element and the d.amping strips are made with coaxial cylindrical holes with concave spherical chamfers, in which the balls are placed, and openings perpendicular surface piezoelement radii cylindrical bore RflTf) and bulb determined from the ratio R amb / w and the radius of curvature of a spherical chamfer Eph determined from the ratio