Акселерометр

Акселерометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерению параметров двилсения на испытательных прецизионных центрифугах или других силозадающих установках и позволяет упростить конструкцию устройства . Газостатическая опора выполнена в виде полой оси 5 с жиклерными отверстиями 6, закрепленной по краям в корпусе 1 посредством крышек 7, и установлена с зазором 4 относительно чувствительного элемента - инерционного тела 3. Газовый поток, попадаю2Б 1В П Q & (Л 00 о со со 01

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 G 01 Р 15/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

А

Zb /8 l7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3918282/24-10 (22) 28.06.85 (46) 15.04.87. Бюл. № 14 (72) Е.И.Новиков, В.И.Стручков и Б.Д.Фалеев (53) 531.768 (088.8) (56) Патент США № 3973442, кл. G 01 P 15!02, 1976.

Авторское свидетельство СССР

¹ 994998, кл. G 01 P 15/09, 1981.

Экспресс-информация, сер. Контрольно-измерительная техника, 1973, ¹ 48, реф. 352, с. 6-8.

ÄÄSUÄÄ 1303945 А1 (54) АКСЕЛЕРОМЕТР (57) Изобретение относится к измерению параметров движения на испытательных прецизионных центрифугах или других силозадаюших установках и позволяет упростить конструкцию устройства. Газостатическая опора выполнена в виде полой оси 5 с жиклерными отверстиями 6, закрепленной по краям в корпусе 1 посредством крышек 7, и установлена с зазором 4 относительно чувствительного элемента — инерционного тела 3. Газовый поток, попадаю1303945 щий через штуцер 11, ось 5 и отверс- дет к изменению интегральной толщины тия 6 в зазор 4, разделяется на две электрода 17 и резонансной частоты противоположно направленные струи,вы- пьезорезонатора 16, несущей информаходящие в газовую камеру 2 ° Отража- цию об изменяемом ускорении. Электтели 8 отбрасывают струи на торцовые род 17 выполнен в виде двух неравно— поверхности инерционного тела З,обес- мерных по толщине частей, размещенных печивая его центрирование. При дейст- симметрично относительно центра пласвии ускорения в направлении 001 из- тины пьезорезонатора 16. 2 ил. менится положение тела 3, что привеИзобретение относится к измерению параметров движения, в частности к измерителям ускорений с чувствительным элементом на газостатической опоре. 5

Цель изобретения — упрощение конструкции акселерометра.

На фиг. 1 изображена конструкция предлагаемого акселерометра; на фиг. 2" разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 — блок- 1О схема акселерометра.

Акселерометр содержит корпус 1, образующий газовую камеру 2, в которой помещено инерционное тело 3 — чув— ствительный элемент с образованием

15 зазора 4. Цилиндрическая газостатическая опора выполнена в виде полой оси 5 с жиклерными отверстиями 6, установленной с зазором коаксиально чувствительному элементу, и установленной в корпусе 1 с помощью крышек

7, снабженных струйными отражателями

8, образованными коаксиально расположенными внешним 9 и внутренним 10 конусами. Полая ось 5 снабжена штуцером 11 и закреплена гайкой 12.Инерционное тело 3 снабжено газовой направляющей 13, выполненной в виде цилиндрической оси 14, установленной в крышках 7, параллельной полой оси 5 3О и образующей кинематическую связь с инерционным телом 3 посредством газовой смазки. Преобразователь 15 перемещения выполнен в виде укрепленной на корпусе пьезокварцевой пластины 35

16 — пьезорезонатора 16, на одной главной грани которой нанесены электрически изолированные между собой электроды 17 переменной толщины. У другой главной грани резонатора на 40 внешней поверхности инерционного те2 ла 3 укреплены электроды 18 посред1 ством электроизоляторов 19. Электроды 18 имеют емкостную связь с электродами 20, укрепленными на корпусе 1 посредством электроизолятора 21. Для обеспечения выхода газа из газовой камеры 2 электроизолятор 21 снабжен радиально расположенными перепускными отверстиями 22, а в корпус 1 кольцевой выточкой 23 и выходным отЪ верстием 24. Для обеспечения подвода газа к газовой направляющей 13, препятствующей провороту инерционного тела, в инерционном теле выполнено отверстие 25 подвода, которое с одной стороны заглушено технологической пробкой 26. Электроды 17 и 20 с помощью приборной вилки 27, установленной на корпусе 1, подключены к входам соответствующих электронных схем

28 возбуждения колебаний пьезорезонатора 16 (фиг.3). Выходы схем 28 возбуждения колебаний пьезорезонатора подключены ко входам частотного сумматора 29, выход которого соединен с индикатором 30.

Акселерометр работает следующим образом.

Газовый поток под давлением через штуцер 11 попадает в полую ось 5 и через жиклерные отверстия 6 и отверстие 25 поступает в зазор 4 и газовую направляющую 13. Газовый поток, выходя из полой оси 5 через жиклерные отверстия 6 в кольцевой зазор между полой осью 5 и внутренней поверхностью инерционного тела 3, разделяется на две противоположно направленные струи. Эти струи, выходя из зазоров в газовую камеру 2, попадают на струй3 13039 ные отражатели 8 и отбрасываются на торцовые поверхности инерционного тела 3, что обеспечивает его центрирование и удержание в средней части газовой камеры 2. Отработавший газ через перепускные отверстия 22 икольцевую выточку 23 корпуса 1 выходит через выходное отверстие 24. Отверстие 25 подвода газа в сочетании с жиклерным отверстием 6 при прохожде- 1р нии газового потока создает дополнительное центрирование исходного положения инерционного тела 3.

Каждая электронная схема 28 возбуждения (в дифференциальной схеме 15 преобразователя перемещения, состоящего из двух пьезоэлектронных каналов). связана гальванически с электродом 17 и посредством емкостной связи через электрод 20 с электродом 18, Zp который с электродом 17 возбуждает в подэлектродной зоне пьезорезонатора

16 пьезоэлектрические колебания. Частота пьезоэлектрических колебаний в исходном положении определяется тол- 25 надиной пьезокварцевой пластины 16 и толщиной части электрода 17 переменного сечения, попадающей в зону пьезоэлектрических колебаний.

В исходном положении (фиг.1) час- 30 тота пьезоэлектрических колебаний резонатора определяется толщиной пьезокварцевой пластины (постоянной во всем сечении) и толщиной средней части электрода 17. 35

При наличии ускорения в направлении Π— О„ инерционное тело (газовый поплавок) займет новое положение, при котором интегральная толщина, а следовательно, и масса левой части

45 4 (фиг.1) электрода 17 уменьшится, а правой части — увеличится. В частотном сумматоре 29 после алгебраического суммирования будет иметь место удвоение прироста частоты, которое и фиксируется индикатором 30, как несущее информацию об измеряемом ускорении.

Формула изобретения

Акселерометр, содержащий установленный в цилиндрическом корпусе на газостатической опоре цилиндрический чувствительный элемент и дифференциальный преобразователь его перемещения относительно корпуса, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции, в нем газостатическая опора выполнена в виде полой оси с жиклерными отверстиями, установленной с зазором коаксиально чувствительному элементу и закрепленной по краям корпуса посредством крышек, симметрично закрепленных у торцовых поверхностей корпуса и снабженных струйными отражателями в виде кольцевых углублений, а преобразователь перемещения чувствительного элемента выполнен в виде пьезорезонатора, установленного в корпусе вдоль его образующей и содержащего два неравномерных по толщине электрода, симметричных относительно среднего положения чувствительного элемента, причем чувствительный элемент и внутренняя поверхность корпуса снабжены изолированными друг от друга кольцевыми электродами, расположенными напротив электродов пьезорезонатора.

А-A

Составитель К.Лукомский

Техред И.Попович

Редактор А.Ренин

Корректор Л. Патай

Заказ 1303/45 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4