Янчич В.В., Джения Д.В. «Пьезоэлектрические акселерометры с двумя динамическими и частотными диапазонами» Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки, № 3, с. 127-134 (2013)

Расширение динамического и частотного диапазонов измерения параметров виброколебаний относится к важным задачам совершенствования аппаратуры виброакустической диагностики и мониторинга сложного технического оборудования. В ряде случаев необходимый результат достигается путем одновременного использования двух датчиков, отличающихся значениями коэффициентов преобразования или рабочими диапазонами частот. Однако такое решение не всегда технически выполнимо. Целью данной работы является создание пьезоэлектрических акселерометров, предназначенных для измерения в двух перекрывающихся динамических или частотно-динамических диапазонах. На примере преобразования ускорения в электрический сигнал с использованием прямого пьезоэффекта рассмотрены основные принципы построения двухдиапазонных электромеханических преобразователей акселерометров. Проведен анализ особенностей их работы в режимах измерения напряжения и заряда. На основе предложенных критериев конструирования разработаны и экспериментально исследованы варианты макетных образов двухдиапазонных акселерометров. Выявлены основные особенности работы преобразователей с двумя динамическими диапазонами в режимах измерения напряжения и заряда. Показана принципиальная возможность реализации двухдиапазонных акселерометров с различными динамическими диапазонами и общим рабочим диапазоном частот, а также с различными динамическими и частотными диапазонами. В последнем случае необходимо применение автономных электрически и механически изолированных преобразователей, расположенных в одном корпусе датчика. На основе предложенных критериев конструирования разработаны и испытаны пьезоэлектрические преобразователи акселерометров с двумя диапазонами, отличающимися по верхней границе измеряемого ускорения до 33 раз и максимальной рабочей частоте в 3,5 раза. Для расширения динамического и частотного диапазонов измерения параметров виброколебаний вместо двух пьезоэлектрических акселерометров возможно применение одного с двумя динамическими или частотно-динамическими диапазонами. Предложенные технические решения могут использоваться также при конструировании пьезоэлектрических датчиков пульсации давления, акустического поля, силы.