Датчик пьезоэлектрический

Пьезоэлектрические вибродатчики (рис. 4.11, б) применяют для измерения упругих колебаний частей машин. В этих датчиках пьезоэлектрические шайбы 7 находятся между подпружиненным грузом 5 и основанием корпуса 6 с резьбовым отверстием для крепления на вибрирующую поверхность. Вследствие колебаний груз оказывает силовое воздействие на шайбы с частотой контролируемой части машины. Диапазон измерения колебаний от 15 до 30000 Гц. [c.100]

Фиг. 62. Малогабаритный датчик пьезоэлектрического профилометра (вид снизу)

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК — ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 253 [c.253]

Задача 153. Тело весом Р опирается в точке В на пьезоэлектрический датчик прибора, измеряющего силу давления, а в точке Л поддерживается нитью AD (рнс. 330). При равновесии линия АС горизонтальна, а давление в точке В равно Qa. Вычислить, чему равен момент инерции Ус тела относительно оси, проходящей через его центр масс С, если в момент, когда нить пережигают, давление в точке В становится равным Q,. Расстояние I известно. [c.332]

Отсюда следует, что по изменению сопротивления АД можно определить деформацию е . По сравнению с емкостными датчиками, используемыми в мерном стержне Девиса, датчики сопротивления имеют преимущество, а именно с их помощью возможно непосредственное измерение деформации и отпадает необходимость в дифференцировании кривой и ( . Однако датчики сопротивления обладают следующими недостатками конечная длина датчика ограничивает его разрешающую способность при быстро изменяющихся деформациях датчик сопротивления измеряет деформацию на поверхности стержня. В последнее время при исследовании процесса распространения волн напряжений широко используются датчики, основанные на пьезоэлектрическом эффекте. В зависимости от конструкции пьезодатчиков можно получить высокие частоты собственных колебаний (до 60 кГц), что находится в соответствии с указанными требованиями. Датчик содержит чувствительный элемент (цилиндрический или кольцевой) из поляризованной пьезокерамики, инерционный груз и контактное устройство, соединяющее пьезоэлемент с регистрирующей аппаратурой. Пьезоэлемент датчика, как правило, изготовляется из титаната бария. Недостатком таких датчиков является непостоянство чувствительности, что требует тарировки каждого датчика отдельно. Как и датчик сопротивления, пьезодатчик измеряет среднее напряжение на площадке контакта, поэтому при проведении эксперимента, в котором спектр волн напряжений содержит компоненты высокой частоты, должна быть обеспечена высокая точность его выполнения. В отличие от датчиков сопротивления, которые позволяют производить измерения в одном направлении, датчики с титанатом бария одинаково чувствительны к напряжениям в направлении длины и радиальном направлении. [c.26]

Для измерения напряжений до 5 ГПа иногда используются также кварцевые датчики, действие которых основано на пьезоэлектрическом эффекте в кварце. [c.248]

Определение скоростей измерением давлений электрическими датчиками. Здесь используются пьезоэлектрические, индуктивные, емкостные, магнитострикционные и другие датчики. [c.482]

Рис. 14.17. Пьезоэлектрический датчик усилий

Для измерений переменных усилий, давлений и параметров вибраций часто применяют пьезоэлектрические датчики (рис. 14.17), в которых используется эффект появления заряда на гранях кристалла при его сжатии. Наибольшее применение получил кристалл кварца. [c.440]

Промышленностью выпускаются комплекты виброизмерительной аппаратуры, в которых чувствительными элементами являются пьезоэлектрические датчики с усилительными и интегрирующими блоками. [c.440]

Рис. 75. Схема соединения аппаратуры для исследования колебаний полосы. / — звуковой генератор ЗГ-2А, 2 —пластинка, 3 — вибратор, 4 — пьезоэлектрический датчик.

Пьезоэлектрический адаптер. Колебания звуковой частоты удобно снимать пьезоэлектрическим адаптером (датчиком), основанным на так называемом эффекте пьезоэлектричества, т. е. электричества от давления. Эффект заключается в том, что на противоположных гранях некоторых кристаллов (кварца, сегнетовой соли [c.175]

В основу акустико-эмиссионного метода контроля положен тот факт, что в конструкции при росте дефекта или возникновении пластических деформаций происходит излучение механических волн, которые, достигая поверхности конструкции, преобразуются пьезоэлектрическим преобразователем (датчиком) в электрические сигналы (рис. 22). Электрические сигналы усиливаются в 10 -10 раз, фильтруются, анализируются, обрабатываются и отображаются в цифровом или аналоговом виде регистрирующей аппаратурой. [c.52]

Возможности формирования и измерения волн напряжений в композиционных материалах, в принципе, определяются уровнем техники экспериментальных исследований соответствующих явлений в твердых телах. Для образования волн напряжений используют пневматические пушки, заряды взрывчатого вещества, ударные плиты, ударные трубы и пьезоэлектрические ультразвуковые генераторы, а для их измерения — тензодатчики, пьезоэлектрические кристаллы, емкостные датчики, оптические интерферометры, методы голографии и фотоупругости. Экспериментальные исследования, не столь обширные как теоретические, тем не менее обеспечивают устойчивый поток информации, необходимой для проверки математических моделей. Результаты экспериментальных исследований скорости распространения волн, рассеяния [c.302]

Если приборы группы 1 в большей степени являются исследовательскими, то группы 2 предназначены для индивидуального контроля вибрационного воздействия. Так как задача приборов этой группы заключается в определении дозы и эквивалентного вибрационного параметра, конструкция их может быть значительно упрощена. На рис. 4 приведена блок-схема прибора группы 2 — дозиметра. Принцип действия прибора такой же, как у прибора группы 1. Скорректированный по частоте в БКФ и усиленный в Vi сигнал поступает на детектор GLR и блок 1, отдающий сигнал постоянного тока, мгновенные амплитуды которого пропорциональны возведенным в квадрат амплитудам воспринимаемого пьезоэлектрическим датчиком В А ускорения. Чтобы обеспечить широкий рабочий динамический диапазон, детектор прибора сконструирован в виде логарифмического квадратичного детектора. Буферный уси- [c.30]

Значительную сложность представляет регистрация параметров высокоскоростных испытаний усилия и деформации образца. Для измерения усилия применяют тензо- или пьезоэлектрические датчики, для измерения деформации — фотодатчики, лазерные устройства или бесконтактные стекловолокнистые датчики. [c.41]

ИЗМЕРИТЕЛЯ С ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ДАТЧИКОМ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ШЛИФОВАНИЯ [c.64]

Измерение вибраций можно производить также шумомерами (см. ниже раздел Измерение и анализ шума ), для чего вместо микрофона применяют пьезоэлектрический датчик. Шумомеры при этих измерениях дают показания в децибелах, которые подлежат пересчету в соответствующие вибрациям единицы по специальным таблицам. [c.310]

Измерение поворотных составляющих вибрации (рис. IX. 14) производится с помощью двух пьезоэлектрических датчиков уско- [c.418]

Воздействие на исследуемые конструкции осуществляется с помощью электродинамических и пьезоэлектрических вибраторов. Для получения информации о силе и уровне возбуждаемых колебаний используется комбинированный пьезоэлектрической датчик, который либо специально изготовляется, либо комплектуется из датчиков силы 5 и ускорений 6. Практика показывает, что последний вариант более надежен. [c.428]

В первом случае осуществляется возбуждение изделия с известным сопротивлением по отношению к моменту, например дисков. С помощью двух пьезоэлектрических датчиков фиксируется скорость возбуждаемых поворотных колебаний. Чувствительность датчиков деформации определяется [c.430]

На фланце 15 равномерно по окружности и на равном расстоянии от оси машины установлены пьезоэлектрические датчики ускорения 16, которые включены на вход сумматора 34. Сигнал с выхода сумматора пропорционален ускорению фланца /5 и связанного с ним активного захвата 17, направленному вдоль оси машины. После сумматора включены два интегратора 35 и 36. Сигнал с выхода интегратора 36, пропорциональный вибросмещению активного захвата, детектируется пиковым детектором 37. [c.125]

Очевидно, что для обеспечения заданной точности регистрации ударного импульса и уменьшения динамической поправки собственная частота датчика и время нарастания максимального ударного ускорения должны находиться в определенном соотношении. Следовательно, динамическая поправка — характерная особенность пьезоэлектрического датчика для измерения параметров удара. Нелинейность характеристики датчика объясняется главным образом наличием динамической поправки, что и вызывает необходимость динамической калибровки датчиков при проведении измерений ударных процессов. [c.349]

Мерой измеряемого ударного ускорения является деформация чувствительного элемента датчика, которая определяет реакцию датчика на входное воздействие, т. е. величину выходного сигнала датчика. В результате воздействия инерционного усилия выходная емкость пьезоэлектрического чувствительного элемента приобретает электрический заряд, пропорциональный мгновенному значению ударного ускорения. [c.349]

Относительная поперечная чувствительность серийно выпускаемых пьезоэлектрических датчиков для измерений удара в среднем 3—5%. При проведении точных измерений это необходимо учитывать введением поправок при обработке результатов измерений. Из-за поперечной чувствительности датчика направление вектора его максимальной чувствительности не совпадает с направлением продольной оси симметрии датчика. Поперечная чувствительность датчика в основном зависит от неравномерности продольной дифференциальной чувствительности по площади рабочей поверхности пьезоэлемента и отклонения вектора поляризации пьезоэлемента от его продольной геометрической оси. Максимальная поперечная чувствительность датчика, соответствующая первой составляющей. [c.349]

Для повышения чувствительности датчика пьезоэлектрические трансформаторы объединяют в составные устройства, в которых несколько иьезокерамических дисков располагаются соосно (рис. 2.4). Между пьезоэлектрическими трансформаторами помещают демпфирующие прокладки, изолирующие их один от другого электрически и акустически. Выходные сигналы первого элемента усиливаются и подаются в виде напряжения возбуждения на следующий элемент. Таким образом, в данном преобразователе каждый пьезоэлектрический трансформатор, начиная со второго, возбуждается напряжением, пропорциональным приложенному усилию. Чувствительность составного пьезоэлектрического трансформатора находится в степенной зависимости от числа его элементов. [c.33]

Существенным недостатком силомоментных датчиков пьезоэлектрического типа, основанных на измерении заряда, пропорционального дeй твyющи vl силам, является возможность их применения только для определения динамических и квазистатических сил и моментов. [c.45]

Рис. 3.12. Акустический интерферометр НФЛ для интервала температур от 2 до 20 К [20]. А — смазка стайкаст В — постоянный магнит С и О — электрические экраны Е— пьезоэлектрический датчик ускорения Е — диафрагма О — акустический канал Я — поршень, на котором крепится уголковый отражатель / — германиевые термометры сопротивления / — уголковый отражатель J( — стержень, который толкает поршень Е — разделитель лучей М — подвес Я — оптическое окно О — опора Р — верхняя камера Q — подвижная труба Р — радиационный экран 5 — термометр сопротивления Т— тепловой якорь (с нагревателем) и — тепловой якорь при Т=4,2 К V — вакуумная полость W — центральная несущая труба У — лазерные лучи 2 — ванна с жидким гелием.

Ультразвуковой контроль основан на способности ультразвуковых волн отражаться от поверхности раздела двух сред. В дефектоскопии применяют пьезоэлектрический способ получения ультразвуковых волн, основанный на возбуждении механических колебаний (вибрации) в пьезоэлектрических материалах (кварц, сульфат лития, титанат бария и др.) при наложении переменного электрического поля. Упругие колебания достигают максимального значения тогда, когда частота электрических колебаний совпадает с колебаниями пьезопластины датчика. Частоты ультразвуковых колебаний обычно превышают 20 000 Гц. [c.151]

ВД — акселерометр (пьезоэлектрический датчик ускорений) САЧП — стандартная аналоговая часть прибора —входной (предварительный) усилитель V,. Vj — усилители БКФ — блок корректирующих фильтров QKSi — общей вибрации по оси Z QKSx.y — общей вибрации по осям X, У TKS — локальной вибрации QLR — линейный выпрямитель —логарифмический среднеквадратический детектор I — индикатор (обычно включает усилитель индикации и стрелочный прибор) SM — квадратор SFW — преобразователь напряжение частота DAT — счетчик (включает блок накопителя дозы, преобразователь кода, цифровой индикатор) [c.26]

Кроме того, фирма Брюль и Къер выпускает специализированные приборы 2513 и 2516 для определения Lg D, отнесенного к интервалу времени 60 с при действии локальной вибрации. Прибор 2516 отличается от прибора 2513 только тем, что имеет другую шкалу индикации (в дюйм/с или дюйм/с ). Приборы могут проводить измерения как виброскорости, так и виброускорения. Виброметры работают с пьезоэлектрическим датчиком 4384 (масса 11 г). Рабочий диапазон частот 10 Гц...10 кГц. Динамический диапазон по ускорению 1...100м/с и 10...1000 м/с . Масса 350 г, габаритные размеры 187 X 72 X 22 мм. Срок непрерывной работы 24 ч. [c.34]

При ударном нагружении с малой скоростью обеспечение достаточной жесткости динамометра, необходимой для поддержания заданного параметра испытания e== onst, требует увеличения сечения динамометра, что ведет к понижению в нем уровня напряжений и деформаций, а следовательно, и к снижению величины сигнала с датчика. Последнее существенно затрудняет регистрацию в связи с возрастанием уровня (относительного) помех. Методика регистрации малых величин деформации с помощью полупроводниковых, пьезоэлектрических [416] или емкостных датчиков [267] (рис. 40) обладает рядом преимуществ. [c.105]

Возможности существующих методов регистрации параметров нагрузки ограничивают экспериментальные исследования волновых процессов. В настоящее время в практике экспериментальных исследований нашли применение методы, основанные на использовании емкостного датчика [107, 223] и лазерной интерферометрии [315, 316] для регистрации скорости свободной поверхности материала при выходе на нее волны нагрузки, электромагнитного датчика [97, 442] для регистрации массовой скорости за фронтом волны в неметаллах и датчиков для непосредственной регистрации давления, использующих изменение под давлением электрических параметров чувствительного элемента— изменение под давлением сопротивления манганинового проводника [117, 320], эффектов поляризации при сжатии пьезоэлектрических [365, 371] и непьезоэлектрических [311, 366] материалов и др. [c.168]

В литературе имеются данные о применении для регистрации давления в ударных волнах эффектов, связанных с поляризацией под нагрузкой кварца, рубина и некоторых других материалов. Сигнал, снимаемый с малого сопротивления, которое соединяет электроды, прилегающие с двух сторон к пластине из пьезоэлектрического или диэлектрического материала при прохождении по его толщине ударной волны, соответствует форме последней при ее интенсивности, не вызывающей пластических деформаций [365, 366]. Использование таких датчиков ограничивается их высокой стоимостью. Попытки использовать для измерения давления процесс деполяризации сегнетокерами-ки при прохождении волны нагрузки не дали положительного результата [189, 371]. Исследования с ударным нагружением диэлектрического слоя обнаружили появление сигнала на электродах, прилегающих к поверхности диэлектрика (при соединении электродов малым сопротивлением), обусловленного ударной поляризацией [190, 311, 374], однако сложный характер явлений, связанных с ударной поляризацией и ее распадом, не позволяет просто связать величину сигнала с параметрами нагрузки. [c.169]

Основным элементом этого измерительного устройства является импедапсная головка. Задающий тракт состоит из звукового генератора 1, электродинамического (пьезоэлектрического) вибратора 2. В импедансной головке установлены датчик ускорения 9 и датчик переменной силы 10. Напряжения с обоих датчиков усиливаются предварительными усилителями 3 н 5 и поступают на измерительные усилители 4 я 6. С выхода каждого измерительного усилителя напряжение поступает на фазометр 7 и катодный осциллограф 8. Импедансная головка крепится к исследуемой детали 11 при помощи резьбового соединения или клея. [c.236]

К подвижной системе 2 электродинамического возбудителя 1 колебаний через фланец 3 присоединяется резонансная мембрана 4, несущая активный захват 5 для испытуемого образца 6. Второй конец образца зажимают в захват 7, расположенный на упругом элементе датчика 8 силы, имеющего тепзорезисторные преобразователи. Датчик силы и регистрирующая аппаратура 15 образуют динамометр для измерения переменных сил, действующих на испытуемый образец. Датчик силы 8 укреплен на инерционном элементе 10 с большой массой. Инерционный элемент для снижения потерь энергии подвешен на гибких тросах 9. К инерционному элементу прикреплен пьезоэлектрический датчик 11 виброускорения. Сигнал с датчика ускорения подается на блок 18 управления, входящий в комплект вибростенда ВЭДС-100. Этот блок содержит измеритель виброускорения, задающий генератор со сканированием частоты и систему автоматического поддержания заданного виброускорения. Выходной сигнал с блока 18 поступает на вход усилителя 21 мощности, питающего через резистор 14 подвижную катушку электродинамического возбудителя колебаний. Машина работает в режиме прямого эластичного нагружения на резонансной частоте, определяемой жесткостью испытуемого образца. [c.131]

Для измерения параметров удара чаще всего применяют пьезоэлектрические, емкостные, тепзометрические полупроводниковые н проволочные типы датчиков (табл. 3), Наибольшее распространение получили пьезоэлектрические датчики. [c.348]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...