Пьезоэлектронный акселерометр
Быстрый переход:
Основная информация
Название :
Пьезоэлектронный акселерометр
Автор:
Основное технологическое направление :
Информационно-телекоммуникационные системы и программное обеспечение
Дополнительные технологические направления :
Новые конструкционные материалы, методы обработки и производства
Транспортно-логистические и космические системы
Дата
публикации:
02.05.2024
Видимость :
Да
Аннотация:
Принцип работы пьезоэлектронного акселерометра основан на эффекте возбуждения пьезоэлемента с пробной массой знакопеременным электрическим напряжением с постоянной частотой и амплитудой сигнала возбуждения. При воздействии линейного ускорения на возбуждённый пьезоэлемент через пробную массу в пьезоэлементе возникает электрическое напряжение, представляющее собой аддитивную смесь сигнала возбуждения и отклика пьезоэлемента на воздействие линейного ускорения. Заранее известные параметры сигнала возбуждения позволяют исключать его из аддитивной смеси сигналов на выходе пьезоэлемента, что в свою очередь позволяет выделять информативный сигнал, создаваемый линейным ускорением. Таким образом становится возможным измерение квазипостоянных (инфранизкочастотных) сигналов, которое невозможно для невозбуждённого пьезоэлемента в силу наличия токов утечки. В данной конструкции их удается избежать за счет постоянной смены знака заряда на обкладках.
Решаемые проблемы и области применения
Решаемые проблемы :
Присутствие аддитивной погрешности, создаваемой дрейфом нуля; присутствие погрешностей из-за наличия движущихся элементов; высокая температурная погрешность; невозможность адаптации одного типа датчика к различным воздействиям.
Области применения:
Транспорт, хранение, логистика и переработка
Области применения:
Машиностроение и ОПК
Технология
Описание технологии и ее ценность :
Отсутствие собственного дрейфа нуля пьезоэлемента позволяет выделить и исключить дрейф нуля измерительного тракта; исключение погрешности от движущихся частей, т.к. чувствительный элемент−твердотельная конструкция; предсказуемое влияние изменений температуры на пьезоматериалы и термостабилизация снижают температурную погрешность; использование датчика на возбужденном пьезоэлементе для измерения различных физических воздействий за счет вариабельности компоновки пьезоэлементов в чувствительном элементе и выбора частоты возбуждения
Научная база :
1. Gupalov V. et al. “Physical Principles of a Piezo Accelerometer Sensitive to a Nearly Constant Signal” Sensors, V.18, №10, 2018. P. 3258. DOI:10.3390/s18103258.
2. Gupalov V., Kukaev A., Venediktov V. "FINITE ELEMENT MODELLING OF A PIEZOELECTRIC ACCELEROMETER FOR APPARENT ACCELERATION MEASUREMENT". ACM INTERNATIONAL CONFERENCE PROCEEDING SERIES. 2ND INTERNATIONAL CONFERENCE ON SENSORS, SIGNAL AND IMAGE PROCESSING, SSIP 2019
Prague, 08-10 октября 2019 г. p. 82-85. DOI:10.1145/3365245.3365259.
Текущее состояние
Описание текущего состояния :
Проведено компьютерное моделирование чувствительного элемента.
Испытан лабораторный макет чувствительного элемента.
Интеллектуальная собственность :
| Название документа | Гупалов В.И., Шалымов Е.В., Кукаев А.С. Акселерометр для измерения линейных ускорений |
| Номер | Патент на изобретение № 2730423 от 21.08.2020 |
| Название документа | Гупалов В.И., Шевченко С.Ю., Кукаев А.С. Дифференциальный пьезоэлектронный акселерометр |
| Номер | Патент на полезную модель № 175041 от 16.11.2017 |
Текущее финансирование (Описание) :
-
Команда проекта
Численность проектной команды :
4
Структура и компетенции команды :
Компетенции команды: разработка инерциальных датчиков, конструирование электронных приборов и устройств; конечно-элементное моделирование; построение измерительных и калибровочных установок для оценки характеристик инерциальных датчиков и их чувствительных элементов.
Предложение инвестору / партнеру
Необходимые ресурсы для реализации проекта :
Финансирование работы коллектива.
Закупка или изготовление чувствительных элементов.
Дорожная карта развития проекта :
| 2023 |
| - |
Прикреплённые файлы к проекту :
ЛЭТИ_Пьезоэлектронный акселерометр.pdf
Статья sensors-18-03258.pdf
Патент RU2730423C1_20200821.pdf
Патент RU175041U1_20171116.pdf
Статья SSIP.pdf