Срунный акселерометр

 

ОПИСАНИЕ

H О Б P Е > .- Н И Я " 653559

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюз Саветсииа

Сецнаиистичесиик

Республик (6l) Дополнительное к авт. свид-sy (22) ЗаЯвлено 10,05.77 (21) 2486449/18-28 с присоединением заявки ¹ (N) Приоритет (51) М. Кл.

01 P 15/12

Государстаеиный «омнтет

СССР по делам изобретений и открытий (5З) УД 531.76 (088.8) Опубликовано 250 79.Бюллетень,№ 11

Дата опубликования описания (72) Авторы изобретения

С.A.Aììåð, Г.Н. Беленов, А.И.Дрожжин и Е.A.Êîðîòàåâ

P3) Змвителн

Воронежский политехнический институт и Воронежский государственный педагогический институт (54) СТРУННЫЙ АКСЕЛЕРОМЕТР

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к устройствам для измерения ускорений колеблющихся объектов, и может быть использовано в виброметрии для испытаний объектов, на которых существуют жесткие ограничения по габаритам и массе устанавливаемых акселерометров.

Известен струнный акселерометр, содержащий струну и сейсмическую массу, подвешенную на конце струны (1) °

Акселерометр используется для измерения силы земного ускорения и поэтому имеет большие габариты и узкий частотный диапазон измеряемых девиаций ускорения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является струнный акселерометр, содержащий корпус, струну с токоподводами на концах, один из которых закреплен на корпусе, и сейсмическую массу, закрепленную на другом конце струны (2).Этот акселерометр имеет также постоянный магнит с полюсными наконечниками, закрепленный на корпусе и охватывающий струну в ее средней части. Однако использовачие злектромагнитйого метода воэбуждения и съема сигнала колебаний струны приводит к увеличению габа. ритов акселерометра и снижению его частотного диапазона.

Целью изобретения является уменьшение габаритов и расширение частотного диапазона измеряемых ускорений.

Это достигается тем, что струна выполнена в виде нитевидного монокристалла иэ тензочувствительного полупроводникового материала.

На фиг.1 показана схема акселерометра; на фиг.2 — осциллограмма выходного сигнала; на фиг.3 — график, иллюстрирующий выделение полезного сигнала иэ выходного сигнала акселерометра.

Акселерометр содержит корпус l, представляющий собой опорную площадку для крепления акселерометра на объекте, струну 2 с токоподводами 3 и 4, один из которых закреплен на корпусе 1, и сейсмическую массу 5, закрепленную на другом конце струны.

Струна 2 выполнена в виде нитевидного монокристалла с поперечным сечением, имеющим разные моменты инерции в направлении наибольшей и наименьшей жесткости, например в форме шестигранника. Монокристалл выращен по

Формула изобретения

СаЮслдьжю

6| нркдееые аигйжю

ЦНИИПИ Заказ 1282/33 Тираж 1089 Подписное филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 стандартной технологии из тензочувст вительиого полупроводникового материала, например, кремния, и харакTepH8yeTcR сдедующими параметрами: длина от 2 до 5 рм, площадь поперечного сечения 10 мм, сопротивление от 100 до 500 Ом, и тензочувствительность около 100.

Акселерометр работает следующнм образом.

При закреплении корпуса датчика на колеблющемся объекте вследствие высокой добротности колебательной системы с упругим элементом в виде монокристалла в этой системе возникают как вынужденные, так и собственные колебания. При этом деформация монокристалла приводит к изменению его сопротивления, которое регистрируется электронной аппаратурой (иа схеме не показана), подключенной к токоподводам 3 и 4. Харак- 20 тер получаемого сигнала представлен на фиг.2, а фиг.3 иллюстрирует процесс сложения вынужденных и собственных колебаний струны, приводящий .к появлению такого выходного сигна- я ла. Для измерения ускорения используется выделенная из этого сигнала составляющая, характеризующая вынужденные колебания струны 2.

Высокие механические качества струны из нитевидного монокристалла в сочетании с высокой тензочувствительностью последнего позволяют уменьшить габариты акселерометра, что расширяет частотный диапазон измеряемых ускорений до нескольких сотен килогерц.

Струнный акселерометр, содержащий корпус, струну с токоподводами на концах, один иэ которых закреплен на корпусе, и сейсмическую массу, закрепленную йа -другом конце струны, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и расширения, частотного диапазона измеряемых ускорений, струна выполнена в виде нитевидного монокристалла из тензочувствнтельного полупроводникового материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США f93592062, кл. 73/382, 1969.

2. Патент СШЪ Р 3566692, кл. 73t382, 1967.