Акселерометр

 

Использование: приборостроение, измерение ускорений. Сущность изобретения: в акселерометре преобразователь выполнен на основе высокочастотного генератора с положительной обратной связью в виде транзистора с индуктивно связанными между собой катушками индуктивности без сердечников. Одна из катушек установлена с возможностью перемещения на чувствительном элементе акселерометра. 1 ил.

Изобретение относится к приборостроению, в частности к измерениям ускорений.

Известен акселерометр с индукционным преобразователем перемещения инерционного элемента [1] Прототипом изобретения является акселерометр, содержащий инерционный элемент и преобразователь на основе высокочастотного генератора с катушкой индуктивности и сердечником [2] Недостатками этого акселерометра являются сравнительно низкая чувствительность и невысокая точность измерений.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков.

С этой целью в акселерометре, содержащем инерционный элемент и преобразователь на основе высокочастотного генератора с катушкой индуктивности и сердечником, генератор выполнен с положительной обратной связью на основе транзистора, в эмиттерную и коллекторную цепи которого включены обмотки без сердечников, индуктивно связанные между собой, и в качестве сердечника используется дополнительная обмотка, установленная на инерционном элементе.

На чертеже приведена схема акселерометра, который представляет собой высокочастотный (ВЧ) генератор пилообразного тока с положительной обратной связью. Обмотки L₁ и L₂ индуктивно связаны между собой. Относительно обмотки L₂ с возможностью перемещения установлена обмотка L₃. Все обмотки используются без сердечников.

Цепочка C_эD₁ предназначена для запуска генератора, т.е. для изначального отпирания транзистора.

В зависимости от вида транзистора (вид перехода) меняется полярность включения диода.

Принцип действия преобразователя поясняется следующим образом. Нетрудно заметить, что генератор (без выходного каскада с обмоткой L₃) построен по схеме усилительного каскада. При запуске генератора с помощью цепочки С_эD₁ на выходе, т. е. на обмотке L₁, возникает начальное напряжение, которое усиливается транзисторным каскадом. На выходе, т.е. на обмотке L₂, возникает повышенное (усиленное) напряжение, которое вследствие индуктивной связи возникает на обмотке L₁. Уже повышенное напряжение на обмотке L₁ вновь усиливается и поступает на обмотку L₂, а с нее вновь на обмотку L₁. Таким образом, происходит процесс лавинообразного нарастания напряжения. Этот процесс происходит только при наличии индуктивной связи обмотки L₂ с обмоткой L₃, которая в данном случае играет роль сердечника.

Предельная величина напряжения, возбуждаемого на катушке L₂ (предел насыщения), зависит от параметров схемы, величины питания U и расстояния между обмотками L₂ и L₃.

Таким образом, в собранной схеме это расстояние является единственной переменной величиной, т.е. величина сигнала на обмотке L₂ зависит от удаления или приближения к ней обмотки L₃, на которой этот сигнал возбуждается и через выпрямительный каскад поступает на индикатор в виде постоянного напряжения.

Следовательно, установив обмотку L₃ на подвижном элементе датчика, можно измерять величину перемещения, которое зависит от величины измеряемого параметра (ускорения).

За счет мультипликативного эффекта расширения изменения выходного сигнала по отношению к изменению расстояния (к перемещению), т.е. к величине измеряемого параметра существенно повышается точность и чувствительность прибора.

Формула изобретения

АКСЕЛЕРОМЕТР, содержащий инерционный элемент и преобразователь на основе высокочастотного генератора с катушкой индуктивности и сердечником, отличающийся тем, что высокочастотый генератор выполнен с положительной обратной связью на основе транзистора, в эмиттерную и коллекторную цепи которого включены обмотки без сердечников, индуктивно связанные между собой, а в качестве сердечника используется дополнительная обмотка, установленная на инерционном элементе.

РИСУНКИ

Рисунок 1