Пьезотрансформаторный датчик вязкости с расширенным диапазоном измерения
УДК 53.08:621.317.2
Аннотация
Приведено описание принципов построения и особенностей функционирования датчика вязкости вибрационного типа с расширенным диапазоном измерения. Измерительный преобразователь (ИП) представляет собой колебательную систему с двумя степенями свободы, состоящую из взаимодействующих вибратора и пьезоэлектрического трансформатора (ПЭТ). Вибратор является чувствительным элементом (ЧЭ), а ПЭТ используется для возбуждения механических колебаний в системе и для генерации выходного электрического сигнала датчика. Представлены результаты математического описания и имитационного моделирования двух возможных режимов работы датчика. Возбуждение сильно связанных колебаний на нормальных частотах синхронизации (НЧС) в системе может быть использовано для измерения слабовязких сред. Использование режима слабой связи в системе на парциальной частоте синхронизации (ПЧС) позволяет производить измерение вязкости в более широком диапазоне. Установка на вибраторе дополнительного ПЭТ с целью использования отношения амплитуд связанных колебаний в системе в качестве выходного сигнала датчика позволит существенно снизить влияние дестабилизирующих факторов на точность измерения вязкости.
Скачивания
Metrics
Литература
Соломин Б.А., Низаметдинов А.М., Черторийский А.А., Конторович М.Л. Миниатюрный вибровискозиметрический датчик повышенной чувствительности и быстродействия // Датчики и системы. 2015. № 7. С. 35-39.
Heinisch M., Voglhuber-Brunnmaier T., Reichel E.K., Dufour I., Jakoby B. Reduced Order Models for Resonant Viscosity and Mass Density Sensors // Sensors and Actuators A: Physical. 2014. Dec. Vol. 220. P. 76-84. DOI: 10.1016/j.sna.2014.09.006
Шарапов В.М., Минаев И.Г., Сотула Ж.В., Базило К.В., Куницкая Л.Г. Пьезокерамические трансформаторы и датчики / под ред. Шарапова В.М. Черкасы: Вертикаль, 2010. 278 с.
Hadidi S., Hassanzadeh A. A Novel Self-Powered, High-Sensitivity Piezoelectric Vibration Sensor Based on Piezoelectric Combo Effect // IEEE Sensors Journal. 2023. Nov. Vol. 23. No 21. P 25797-25803. DOI: 10.1109/jsen.2023.3317445
Lee C.K., Hsu Y.H., Hsiao W.H., and Wu Jeremy WJ. Electrical and Mechanical Field Interactions of Piezoelectric Systems: Foundation of Smart Structures-based Piezoelectric Sensors and Actuators, and Free-fall Sensors // Smart Materials and Structures. 2004. Aug. Vol. 13. No 5. P. 1090-1109. DOI: 10.1088/0964-1726/13/5/015
Низаметдинов А.М. Измерение добротности и собственной частоты колебательной системы вибровискозиметрического датчика // Датчики и системы. 2016. № 10. С. 15-20.
Spletzer M., Raman A., Wu A.Q., Xu X., Reifenberger Ron. Ultrasensitive Mass Sensing Using Mode Localization in Coupled Microcantilevers // Applied Physics Letters. 2006. June. Vol. 88. No 25. DOI: 10.1063/1.2216889
Седалищев В.Н., Сергеева Я.С. Имитационное моделирование режимов работы нелинейных измерительных преобразователей на взаимосвязанных пьезорезонаторах // Высокопроизводительные вычислительные системы и технологии. 2020. Июнь. Т. 4. № 1. С. 206-210. DOI: 10.1088/1742-6596/1615/1/012030
Седалищев В.Н., Сергеева Я.С., Страхатов Д.О. Применение имитационного моделирования для исследования составного пьезотрансформаторного измерительного преобразователя с дифференциальным выходом // Высокопроизводительные вычислительные системы и технологии. 2021. Июнь. Т. 5 № 1. С. 264-268. DOI: 10.1088/17426596/2142/1/012018
Седалищев В.Н. Пьезотрансформаторные измерительные преобразователи. Барнаул: Изд-во АлтГУ, 2015. 167 с.
Copyright (c) 2024 Виктор Николаевич Седалищев, Алексей Валерьевич Сеулеков, Роман Владимирович Краев, Никита Николаевич Калинин
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
