AT383220B

AT383220B - Messwertaufnehmer mit einem piezoelektrischen messelement

Info

Publication number: AT383220B
Application number: AT314683A
Authority: AT
Inventors: Peter W Dr Krempl; Peter Dipl Ing Claassen; Helmut Dipl Ing List
Original assignee: List Hans
Priority date: 1977-07-27
Filing date: 1977-07-27
Publication date: 1987-06-10
Also published as: ATA314683A

Description

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Flächendehnung des Messelementes darstellt. Durch diese Ausführungsform wird eine etwa vorhan- dene Richtungsanisotropie des piezoelektrischen Films kompensiert, was z. B. zur korrekten Erfas- sung von Flächendehnungen erforderlich ist. Sie bietet damit den Vorteil, dass zur Erfassung von
Flächendehnungen auch monoaxial-orientierte piezoelektrische Filme eingesetzt werden können, de- ren hohe Empfindlichkeit mit der geforderten Isotropie durch diese Anordnung verbunden wird.
Selbstverständlich kann das Messelement auch aus mehreren Schichten gebildet sein, wobei jede Schicht in oben angeführter Weise zwei piezoelektrische Filme und die zugehörigen Elektroden enthält.

An sich wäre es denkbar, einen einzigen Streifen des piezoelektrischen Films zu verwenden, auf dem die seismische Masse angeordnet ist. In der Praxis hat es sich jedoch als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn in einer Weiterbildung der Erfindung die seismische Masse zwischen zwei Streifen des piezoelektrischen Films angeordnet ist und wenn diese Streifen mit Elektroden versehen sind, wobei die Elektroden des einen Streifens mit den Elektroden entgegengesetzter Polarität des andern Streifens verbunden sind. Durch diese Massnahme wird die Lagerung der seismischen Masse verbessert und vereinfacht. Ausserdem wird die Messgenauigkeit des Messwertaufnehmers erhöht, da beide Streifen mit ihren Elektroden hintereindergeschaltet sind.

Schliesslich sieht die Erfindung vor, dass zwischen den Streifen und den zugeordneten Wänden eines Gehäuses Federn, beispielsweise Blattfedern angeordnet sind, welche die seismische Masse in ihrer Mittellage zu halten suchen. Dieses Merkmal bringt den Vorteil mit sich, dass die mechanische Beanspruchung der beiden Streifen erheblich reduziert wird, zumal in der Ruhelage die Abstützung der seismischen Masse ausschliesslich durch die Federn erfolgt und daher keine unerwünschte Dehnung des unteren der beiden Streifen zu befürchten ist.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, welches als Beschleunigungsaufnehmer ausgebildet ist, der in der Zeichnung im Schnitt dargestellt ist.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Beschleunigungsaufnehmer, der in seiner Gesamtheit mit-l-bezeichnet ist, ist eine seismische Masse --2-- zwischen zwei piezoelektrischen Filmen - 3 und 4-- eingespannt, welche die seismische Masse --2-- und einen Ladungsabnahmekontakt - mit ihren Elektroden entgegengesetzter Polarität berühren. Die der seismischen Masse --2--
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abgegebenen Ladung ein Mass für die Richtung und die Grösse der Beschleunigung darstellt.

Eventuell kann die seismische Masse --2-- noch durch Federn --7 und 8-- gestützt werden.

Durch geeignete Auswahl der Federstärken der Federn --7 und 8-- können die Eigenfrequenz und der Messbereich des Beschleunigungsaufnehmers --1-- optimiert werden. PATENTANSPRÜCHE :
1. Messwertaufnehmer mit einem piezoelektrischen Messelement zur Messung mechanischer Grö- ssen, wobei das piezoelektrische Messelement ein piezoelektrischer Film ist, dessen gegenüberliegende Oberfläche mit dünnen elektrisch leitenden Kontaktflächen eine feste Verbindung bilden und über Leitungen mit einer Anzeige- und Auswerteeinrichtung verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwertaufnehmer als Beschleunigungs- oder Schwingungsaufnehmer (1) ausgebildet ist und eine seismische Masse (2) enthält,

die bei einer Beschleunigung des Messwertaufnehmers eine Dehnung oder Druckbeaufschlagung des piezoelektrischen Filmes bewirkt.

Claims

2. Messwertaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der piezoelektrische Film aus monoaxial-orientiertem Polymeren, wie beispielsweise ss-Polyvinyliden Fluorid, besteht.

3. Messwertaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das piezoelektrische Messelement zwei piezoelektrische Filme umfasst, welche mit den elektrisch leitenden Schichten so übereinandergelegt sind, dass ihre kristallographischen Z-Achsen antiparallel gerichtet sind, und die X-Achse des einen Films mit der X-Achse des andern Films einen Winkel von 900 einschliesst. <Desc/Clms Page number 3>

4. Messwertaufnehmer nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die seismische Masse (2) zwischen zwei Streifen (3,4) des piezoelektrischen Films angeordnet ist und dass diese Streifen mit Elektroden versehen sind, wobei die Elektroden des einen Streifens mit den Elektroden entgegengesetzter Polarität des andern Streifens verbunden sind.

5. Messwertaufnehmer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Streifen (3,4) und den zugeordneten Wänden eines Gehäuses (6) Federn, beispielsweise Blattfedern (7,8), angeordnet sind, welche die seismische Masse (2) in ihrer Mittellage zu halten suchen.