Акселерометр

 

OllИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()940073

Союз Советски н

Соцмалмстмчесимн республик (61) Дополммтельное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 29.12,80 (21) 3225993/18-10 (51)М. Кл.

001 Р 15/08 с присоединением заявки .% (23) Приоритет

3Ьвуднрстнанный квинтет

СССР

° в двлам нзабрвтеннй н етнрытнй

ОпУблнковамо 30.06.82. Вюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 01.07.82 (53) УДК531.

° 768(088.8) (72) Автор изобретения

В. Н. Ковальский

Научно-исследовательский институт интроскойни (ZI ) Заявитель

{ 54) АКСЕЛЕ РОМЕТР

Изобретение относится к устройствам дпя измерения параметров движения, а именно к устрояствам дпя измерения параметров вибрации. и удара.

Известен аксеперометр, содержащий корпус, основание, металлический лепесток, пьезоэлемент иэ стабилизированной пьезокерамики, инерционное тело, крышку и кабель (1) .

Недостаткоьт аксеперометра является ограниченный температурный диапазон его щименения.

Известно, что гражщы температурного диапазона пьезоаксеперометров определяются, в основном, свойствами пьеэокерамики. Причем с повьпцением темпе.ратуры коэффщиент преобразовалжи аксеперометра значительно изменяется, а тОчность преобразования параметров движения в электтаческий сигнал снижается. Для расширения температурного диапазона акселерометров праменяется щвнудительное жидкостное ипи воздушное охлаждение.

Наиболее близким к предлагаемому

Но техзп ческой сущности. н достигаемому эффекту является акселерометр, содержаший корпус, соединенный с основа5 нием, имеюцям канал для прохождения охлаждающей жидкости, изолированный от основания пьезоэлемент, инерционную массу, скрепленную через изолятор с чувствительньгм элементом, пружину, поджимакнцую инерционную массу, патрубки, соединенные с основанием, предназначенные дпя подсоединения аксеперометра к источнику охлаждающей жидкости. 1 2».

Недостаток устройства состоит в увеличении массы аксеперометра, необходимости подвода пневматической или гидравлической сети, возникновении допог нитепьной погрешности преобразования, определяемой вынужденнымн колебаниями датчика, вызываемыми турбулентностью потока охлаждающей жидкости.

Uear изобретения — расширение темпе. ратурного диапазона B повышение. точ3 О4О носги преобразования ускорения в электрический сигнал.

Поставленная цель достигается тем, что в акселерометр, содержаший основание, инертионную массу, закрсплениый между ними через изолятцтонные прокладки чувствительный элемент, пружину и корпус, введен источник постоьшного напряжения, а основание и инерционная маоса выполнены из спая двух элементов с различными термоэлектрическими каэффтциентами, пары элементов из одинаквых материалов электрически соетцтнены и подключены к выходу источника постоянного напряжения, при этом инерционная масса и основание отделены от пружины и корпуса изоляттвэнными прокладками.

1О образом.

При воздействии внешних сил на акселерометр инерционная масса воздейству1$ ет на чувствительный элемент, который вырабатывает сигнал, соответствующий внешним действующим силам. Чувствительный элемент может быть пьезоэлектрическим, индуктивным, емкостным или

-использующим другие принципы преобра20 зования. Прн работе акселерометра в условиях повышенных или пониженных температур, когда погрешность преобразования значительно возрастает, включают источник постоянного напряжения.

Полярность и сила тока, проходяшего в цепи, состояшей из источника постоянного тока, инерционной массы н основания, выбираются в зависимости от температуры, птж которой должен работать акселерометр. При этом используется эффект Пельтье, в соответствии с которым поглощаемая или выделяемая в спае элементов, изготовленных из материалов с разпичными термоэлектричес3s кими коэффициентами, тепловая мощность пропорциональна силе тока и равна q, П А где П A8 — коэфзшиент П ельть е;

Д вЂ” сила тока.

На чертеже показан предлагаемый акселерометр.

Внутри корпуса 1 размещено жестко связанное с ним через теплоэлектроизоляционнуто, например тефпоновую прокладку 2 основание 3, которое выполнено из спая двух элементов, имеющих различные термоэлектрические коэффициенты (например, молибден- тсонстантан) .К основанию 3 через электроизоляционную прокладку 4 прткреплен чувствительный элемент 5, выполненный, например, из пьезокерамики, к которому присоединены проводники 6, предназначенные для вывода информации о параметрах движения с чувствительного элемента. К чувствительному элементу через электроизсляпионную прокладку 7 прикреплена инерционная масса 8, выполненная также, как и основание 3, из спая двух элементов, изготовленных из материалов с различными термоэлектрическими коэффициентами. Сейсмическая масса 8 поджата к чувствительному элементу через теплоэлектроизоляционную прокладтсу 9 пружиной 10. Поджатие пружины 10 может регулироваться крышкой корпуса (не показана). кащдьт и из спаянных MIeментов инерционной массы и основания скреплен со своим проводом. Провода, подключенные к элементам инерционной массы и основания, изготовленным из одинаковых материалов, электрически .соединены и подключены к выходам источника 11 постоянного напряжения, в котором предусмотрена возможность регулировки выходного напряжения и изменения его полярности. Элементы основания H инерционной массы из одинаковых материалов расположены симметрично отттосит ттьно c. r é .Ho I o элемента, 07.".1 4

Теплоэлектроизопяционные прокладки 2 и 9 предназначены для тепловой и электрической изоляции корпуса от основания и инерционной массы. Электраизошщионные прокладки 4 и 7 предназначены для электрической изоляции чувствительного элемента от основания и инерционной массы 8.

Аксеперометр работает следующим

В результате за счет нагрева или охлаждения основания и инерционной мао, сы нагревается или охлаждается чувствительный элемент, что значительно расширяет температурный диапазон работы акселерометра и повышает точность преобразования ускорения в электрический сигнал.

Предлагаемый акселерометр по сравнению с прототипом имеет меньшую массу, что расширяет область его применения, s частности для измерения параметров вибрации и удара малогабаритных объектов, расширяется по сравнению с протс типом температурный диапазон акселерометра и повышается точность прс образования параметров движения В электрический сигнщт.

Акселерометр, содержаший основание, инерционную массу, закрепленный между ними через изопяпионные прокладки чувствительный элемент, пружину и корпус, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью расширения температурного диапаэона работы и повышения точности пр образования ускорения в выходной сигнал, в акселеромегр введен источник постоянного напряжения, а основание и инерционная масса выполнены из сная двух элементов, изготовленных из материалов с различными термоэпектрн1S

5 9400

Формула изобретения

73 6 ческими коэффициентами, причем пары элементов из одинаковых матерыпов электрически соединены и подключены к выходу источника постоянного напряжения, прн этом инерционная масса и оонованне отделены от пружины и корпуса изоляционными прокладками.

Источники информап ц принятые во внимание при экспертизе

1. Шкаликов B. С. и др. Измерение

1 параметров впбрации и удара. Изд-во ,стандартов, i 380, с. 90.

2. Бибродатчик типа 4338. Каталог фгрмы L ркщь и Къер» (Дания), 1976 (прототип) .

Составитель 10. Гаевнч

Редактор С. 10ско Техред М.Гергель Корректор Л. Бокшан

Заказ 4659/66 Тираж 887 Подписное

И-BftffEt Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

<Иип ап ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4