Implementation Features of Tribological Sensors Based on Piezo-Transformer Measuring Converters with Two Degrees of Freedom

УДК 53.087.92

  • V.V. Белозерских Altai State University (Barnaul, Russia) Email: bww@phys.asu.ru
  • V.N. Sedalischev Altai State University (Barnaul, Russia) Email: sedalischev@phys.asu.ru
  • Ya.S. Sergeeva Altai State University (Barnaul, Russia) Email: sergeevays@phys.asu.ru
Keywords: coupled oscillation, piezoelectric resonator sensor, two degrees of freedom system, MicroCap

Abstract

The paper discusses the aspects of the creation of tribological sensors based on coupled vibrations. The dependence of the ratio of the output voltages of piezoelectric transformers on the magnitude of the exciting voltage at the first and second normal synchronization frequencies with different amount of exerted pressure is presented. Peculiarities of trisensitivity mechanism implementation in sensors based on piezo-transformer measuring transducers with two degrees of freedom are considered. It is shown that physicomechanical properties of the contact area can be examined by measuring the parameters of coupled oscillations of the contacting piezoelectric resonators. Also, it is possible to set the required operating modes of the piezoelectric resonators of tribological sensors by adjusting the amplitude of oscillation of the piezoelectric resonators and, respectfully, the amplitude of mutual micro-movements of contacting surfaces. The proposed method of measuring the sensitivity is suitable for estimation of hardness and surface roughness of materials, the elastic moduli of longitudinal and shear deformations, the coefficients of rolling friction, slip, and rest, etc.

Downloads

Download data is not yet available.

Metrics

Metrics Loading ...

Author Biographies

V.V. Белозерских, Altai State University (Barnaul, Russia)

старший преподаватель кафедры вычислительной техники и электроники

V.N. Sedalischev, Altai State University (Barnaul, Russia)

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой вычислительной техники и электроники

Ya.S. Sergeeva, Altai State University (Barnaul, Russia)

аспирант кафедры вычислительной техники и электроники

References

Рабинович М.И., Трубецков Д.И. Введение в теорию колебаний и волн. М., 1992.

Богуш М.В., Мокров Е.А., Панич А.Е. Анализ информативности пьезоэлектрических датчиков давления с помощью обобщенного показателя качества // Измерительная техника. 2008. № 6.

Шарапов В.М., Сотула Ж. Пьезоэлектрические преобразователи. Новые технологии проектирования // Электроника: наука, технология, бизнес. 2012. № 5.

Котюк А. Ф. Датчики в современных измерениях. М., 2006.

Малов В.В. Пьезорезонансные датчики. М, 1989.

Федосов С.А., Пешек Л. Определение механических свойств материалов микроиндентированием. Современные зарубежные методики. М., 2004.

Гуткин М.Ю., Овидько И.А. Физическая механика деформируемых наноструктур. СПб., 2003. Т. 1.

Седалищев В. Н. Измерительные устройства, основанные на реализации связанных колебаний в пьезорезонансных датчиковых структурах // Ползуновский вестник. 2006. № 2.

Головнин В.А. Физические основы, методы исследования и практическое применение пьезоматериалов. М., 2013.

Седалищев В.Н., Сергеева Я.С., Родионов И.М. Особенности реализации механизма трибочувствительности в пьезотрансформаторных измерительных преобразователях с двумя степенями свободы // Новые материалы и технологии : сб. статей VI Российско-казахстанской молод. научно-технич. конфер. Барнаул, 2018.

Olszacki M. Modelisation et Optimisation des Capteurs de Pression piezoresistifs. INSA de Toulouse, 2009.

Lee K., Gupta N., Sartain R.B. Development Of An Unattended Ground Sensor Array Using Piezoresistive Sensors // Unattended Ground, Sea, And Air Sensor Technologies And Applications XI: Proceedings of the SPIE, 2009. Vol. 7333. Article ID 733316. doi: 10.1117/12.817276.

Cao G., Wang X., Xu Y., Liu S. A Micromachined Piezoresistive Pressure Sensor With A Shield Layer. // Sensors. 2016. Vol. 16, no. 8.

Published
2019-09-12
How to Cite
БелозерскихV., Sedalischev V., Sergeeva Y. Implementation Features of Tribological Sensors Based on Piezo-Transformer Measuring Converters with Two Degrees of Freedom // Izvestiya of Altai State University, 2019, № 4(108). P. 27-31 DOI: 10.14258/izvasu(2019)4-03. URL: https://izvestiya.asu.ru/article/view/%282019%294-03.