Электрокинетический датчик угловых ускорений

 

Использование: измерительная техника, датчики угловых и линейных ускорений. Сущность изобретения: электрокинетический датчик угловых ускорений содержит заполненный рабочей жидкостью 2 корпус 1, пористую перегородку 3, электроды 4, держатель 5. Позиции 3, 4, 5 объединены в модульную конструкцию при использовании в конструкции датчика держателя 5. При механическом воздействии (вращении датчика вокруг своей оси) рабочая жидкость 1 начинает циркулировать, например по часовой стрелке, через пористую перегородку 3. Протекание жидкости через пористую перегородку приведет в результате электрокинетических явлений к возникновению разности потенциалов на электродах 4. При изменении направления вращения датчика произойдет смена направления движения жидкости на противоположное, что соответственно изменит знак зарядов на электродах. 4 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к датчикам угловых и линейных ускорений, и датчикам, принцип действия которых основан на электрокинетическом эффекте.

Известны различные конструкции датчиков угловых ускорений, в которых механические воздействия преобразуются в электрические в результате электрокинетических явлений, возникающих при движении жидкости на границе раздела с твердым телом, например, электрокинетический датчик угловых ускорений, содержащий тороидальный (цилиндрический) корпус, заполненный полярной жидкостью, например ацетоном, внутри которого установлена по крайней мере одна пористая преобразующая перегородка с токосъемными электродами по сторонам [1].

Одним из недостатков известного датчика является низкая надежность, заключающаяся в нарушении герметичности в месте прохождения токовыводов через стенку корпуса под действием механических воздействий; возникновение пузырей при колебании электродов под действием перегрузок.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является электрокинетический акселерометр, содержащий заполненный рабочей жидкостью корпус и пористую перегородку с электродами [2].

Недостатком известного датчика является его сравнительно низкая надежность, обусловленная сложностью конструкции и большим количеством комплектующих деталей.

Целью изобретения является повышение надежности, достигаемое за счет простоты конструкции и снижения количества комплектующих деталей.

Цель достигается тем, что в электрокинетический датчик угловых ускорений, содержащий заполненный рабочей жидкостью корпус и пористую перегородку с электродами, введен держатель с контактными площадками, выполненный из диэлектрика и соединенный с корпусом, причем внутри держателя закреплена пористая перегородка, а электроды нанесены на всю рабочую поверхность перегородки и контактные площадки держателя.

На фиг.1,2 изображен электрокинетический датчик угловых ускорений.

В прорезь корпуса 1 установлен преобразующий элемент в виде модуля (см. фиг.3, 4), после чего внутренняя часть датчика заполняется рабочей жидкостью 2. Конструктивно модуль состоит из пористой перегородки 3, электрода 4, держателя 5. Пористая перегородка 3 закреплена в держателе 5 с использованием цемента 6 (см. фиг.3, 4). Для герметичного закрепления модуля в корпусе 1 датчика также используется цемент 6 с последующей его термообработкой. Учитывая то, что напыленные структуры обладают пористостью, цемент 6 заполняет их и надежно герметизирует электроды 4 в месте перехода через стенку корпуса 1, не нарушая их целостности на границе переходов пористая перегородка - цемент - держатель. Часть электрода 4, находящаяся на держателе 5, является контактной площадкой для снятия полезного сигнала с электрокинетического датчика.

Датчик работает следующим образом. При механическом воздействии (вращении датчика вокруг своей оси) рабочая жидкость 2 начинает циркулировать, например, по часовой стрелке через пористую перегородку 3, помещенную в держатель 5. Протекание жидкости через перегородку приведет в результате электрокинетических явлений к возникновению разности потенциалов на электродах 4. При изменении направления вращения датчика произойдет смена направления жидкости на противоположное, что соответственно изменит знак зарядов на электродах 4.

Применение диэлектрического держателя в конструкции электрокинетического датчика позволяет наносить тонкопленочные электроды на всю рабочую поверхность пористой перегородки и на держатель (часть электрода, нанесенная на держатель, используется для снятия полезного сигнала), что обеспечивает улучшение технологичности; повышение коэффициента преобразования; расширение функциональных возможностей за счет повышения емкости электродов и использования многослойных электродов; возможность изготовления миниатюрных датчиков; снижение требований к рабочей жидкости; повышение надежности датчика при механических воздействиях.

Формула изобретения

ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК УГЛОВЫХ УСКОРЕНИЙ, содержащий заполненный рабочей жидкостью корпус и пористую перегородку с электродами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введен держатель с контактными площадками, который выполнен из диэлектрика и соединен с корпусом, причем внутри держателя закреплена пористая перегородка, а электроды нанесены на всю рабочую поверхность перегородки и контактные площадки держателя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4