[实用新型]用压电陶瓷力传感器及电荷放大器的平衡机

说明书

本实用新型一般涉及平衡机械，特别涉及硬支承平衡机。

目前现有的硬支承平衡机是60年代末，70年代初发展而成的，它的基本原理是测量被测转子旋转时的不平衡离心力，经过A.B.C网络运算达到“永久性定标”的目的，它摒弃了软支承平衡机补偿，分离，定标等繁锁操作，实现了一次起动测量不平衡量。而目前我国生产的硬支承平衡机测量系统中拾振传感器；都是采用磁电式速度传感器和机械放大机构，以对不平衡离心力作间接测量，从而引入了设计中存在的先天不足，这是因为硬支承平衡机的支承架刚度较高，磁电式速度传感器灵敏度不足，若采用机械放大机构将不平衡振动信号作机械放大，则使已经十分恶劣的信噪比更加恶劣，频率范围狭窄，影响测量精度。同时，幅频，相频特性跟踪难度大，并且传感器可靠性较差，加工成本高。

因此，本实用新型的目的在于提供一种灵敏度高，机电转换率高，测量精度高的硬支承平衡机。

本实用新型的目的是通过用压电陶瓷力传感器配以电荷放大器，对硬支承平衡机支承架所感受到的被测转子的不平衡量进行检测，并将检测得到的电荷信号转换成电压信号送到电测箱进行运算并显示。

本实用新型的优点在于提高了普通硬支承平衡性，不论在大小平衡机上都可以实现“永久性定标”的高精度测量，量值稳定，平衡转速低，操作简单，安全，制造成本低，可靠性高。

下面结合附图，对本实用新型的构成作详细说明。

图1是本实用新型所述的电压陶瓷力传感器的结构剖面图；

图2是表示压电陶瓷力传感器在平衡机机架上的设置位置；

图3是电荷放大器的原理线路图。

参见附图1，图1是本实用新型所述的压电陶瓷力传感器结构剖面图，在该图中，标号1表示一片或多片压电陶瓷相并联所组成的压电陶瓷片单元，标号2表示绝缘垫片，它紧贴在上述压电陶瓷片1的两侧，所述绝缘垫片2与底座10之间用钢垫片3和钢球6相配合，所述绝缘垫片2与支承底12之间用调整螺钉5和钢球4相配合，压电陶瓷片1和绝缘垫片2被设在一个外壳7中，通过调节调整螺钉5可使包含有压电陶瓷片1和绝缘垫片2在内的外壳7固定在底座10和支承座12之间，并且通过调节调整螺钉还可以调节加到压电陶瓷片1上的予紧压力。所述压电陶瓷片单元1的正极和负极分别通过导线引出，供电荷放大器变换后送电测箱。调整螺钉与支承座12之间用钢球4配合。

参见附图2，图2表示压力陶瓷力传感器在平衡机机架上的设置位置。在该图中标号14表示工件即转子，标号24表示支承工件14的支架，支架24下部设有刚性支架34，在刚性支架34之中底座和支承座之间设有压电陶瓷传感器54，所述压电陶瓷传感器的正负引出线64可通往电测箱电荷放大器。

当所述工件14被设在工件支架24上并运转时，由于工件即转子在存在不平衡量，该不平衡量在转动过程中产生的不平衡离心力在通过刚性支架34作用在压电陶瓷传感器54上，使压电陶瓷片产生的电荷在与不平衡离心力成比例关系，压电陶瓷传感器54产生的电荷量在通过导线64送到电测箱的电荷放大器中以转应成电压信号。

参见附图3，图3是本实用新型中电荷放大器的原理图，在该图中Q表示压电陶瓷片所产生的电荷量，它通过运算放大器A积分电路R、C输出电压信号U，该电压信号U与电荷量Q成正比关系，该电压信号被送到电测箱中进一步进行运算和显示。