Электрокинетический угловой акселерометр

Электрокинетический угловой акселерометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике , в частности, к электрохимическим преобразователям, и может быть использовано как датчик угловых ускорений в различных областях науки и техники. Целью изобретения является повышение чувствительности. При воздействии углового ускорения инерционные рела 18, свободно вращающиеся относительно корпуса 1 на направляющих, создают сферическими торцами 19 давление на упругие элементы 2 преобразователей потока. Рабочая жидкость 3 под действием давления перетекает через пористую перегородку 4 и на электродах 5 возникает электрокинетический потенциал течения, являющийся выходным сигналом. Изменением длины инерционных тел 18 осуществляется предварительный натяг упругих элементов 2, что обеспечивает регулировку чувствительности и диапазона рабочих частот. Изменение объема рабочей жидкости 3 при колебаниях температуры через каналы 11 компенсируется упругой деформацией мембран 17 компенсатора. Электроды 5 выполнены в виде двух сегментов и через отверстие два сегмента соединены между собой, образуя две пары последовательно соединенных электродов, размещенных на одной перегородке, что также увеличивает выходной сигнал. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (gi) 4 G 01 P 15/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4360481/24-10 (22) 07,01.88 (46) 23.09. 89, Вюл, N - 35 (71) Краснодарское отделение с опытным производством Всесоюзного научноисследовательского института источников тока (72) A.È.Ïåòëèí и И,Л.Запевин (53) 5.31. 768 (088. 8) (56) Введение в молекулярную электронику./Под ред. Н.С,Лидоренко, Х.: Энергоатомиздат, 1984, с, 177.

Авторское свидетельство СССР

Ф 381033, кл. G 01 Р 15/08, 1971. (54) ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЙ УГЛОВОЙ AKCElIEP 0METP (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к электрохимическим преобразователям, и может быть использовано как датчик угловых ускорений в различных областях науки и техники, Целью изобретения является повьппение чувствительности, При воздействии углового ускорения

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к электрохимическим преобразователям информации, и может быть использовано в различных областях науки и техники, Цель изобретения - повьппение чувствительности, На фиг. 1 показан электрокинети-; ческий угловой акселерометр с четырьмя преобразователями потока; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на инерционные тела 18 свободно вращающиеся относительно корпуса 1 на направляющих, создают сферическими торцами

19 давление на упругие элементы 2 преобразователей потока. Рабочая жидкость 3 под действием давления перетекает через пористую перегородку 4 и на электродах 5 возникает электрокинетический потенциал течения, являющийся выходным сигналом. Изменением длины инерционных тел 18 осуществляется предварительный натяг упругих элементов 2, что обеспечивает регулировку чувствительности и диапазона рабочих частот. Изменение объема рабочей жидкости 3 при колебаниях тем- ( пературы через каналы 11 компенсируется упругой деформацией мембран 17 иом- (/) пенсатора, Электроды 5 выполнены в виде двух сегментов и через отверстие два сегмента соединены между собой, образуя две пары последовательно соединенных электродов, размещенных на одной перегородке, что также увеличивает выходной сигнал. 1 s.ï.ô-лы, 4 ил. фиг, 3 и 4 — проекции пористой перегородки с разделенными электродами.

Электрокинетический угловой акселерометр содержит корпус 1, закрытый по торцам упругими элементами 2, Корпус

1 и упругие элементы 2 соединены друг с другом при помощи сварки или пайки, Корпус 1 заполнен рабочей жидкостью 3 (ацетоном). В корпусе 1 закреплена пористая перегорсдка 4 с электродами 5, которые соединены проводника3

150974 ми с герметичными выводами 6, В корпусе 1 можно закрепить несколько перегородок 4 с электродами 5, Количество корпусов 1 с пористой перегород5 кой 4 может быть не менее двух.

Электрод 5 разделен на две части 7 так, что электрическое сопротивление между частями 7 больше или равно электрическому сопротивлению пористой перегородки 4.

Две противоположные части 7 соединены последовательно по отношению к двум другим частям проводником 8 через отверстие 9, гидравлическое со- !5 противление которого больше гидравлического сопротивления пористой перегородки 4. Соединение частей можно осуществлять и путем металлизации отверстия 9, Две другие части 7 электро-20 дов соединены проводниками с герметичными выводами 6, В корпусе 1 выполнены отверстия 10, сообщающие полость корпусов через каналы 11, выполненные в соединителе 12, с полостямл термокомпенсирующего компенсатора 13, который имеет корпус 14, разделенный жесткой перегородкой 15 с направляющими 16 для вращательного движения (например, в виде опоры на шпиле), 30

Корпус 1 и корпус 14 жестко соединяются через соединитель 12, При этом каналы 11 выполняются такими, что они образуют сквозные щели в перегородке

15. Кроме того, полости компенсатора

13 могут быть сообщены и через отдельные отверстия в перегородке 15, В торцах корпуса 14 установлены упругие термокомпенсирующие элементы 17, например кольцевые мембраны, Гидравлическое сопротивление каналов 11 и отверстий 10 определяется конструктивно и может быть меньше чем гидравлическое сопротивление пористой перегородки, а упругое сопротивление эле- 45 ментов 17 должно быть больше упругого сопротивления элементов 2, Между корпусами 1 расположены инерцион» ные тела 18 в виде капсулы, залитой свинцом, ртутью, платиной и т,п. Инер" ционные тела 18 снабжены торцами 19, которые соприкасаются с упругими эле-! ментами 2 и могут регулироваться по ! длине через резьбовое соединение тела 18 и торца 19, Инерционные тела .18 жестко соединены с кронштейном 20j который свободно вращается с мини"

:мальным трением в направляющих 1б,.на-, I пример, на регулируемых шпилях 21, Электрокинетический угловой акселерометр работает следующим образом.

В момент возникновения углового ускорения инерционные тела 18 вследствие инерционности относительно корпусов 1 вращаются на направляющих 16 и своими торцами 19 давят на упругие элементы 2, которые продавливают рабочую жидкость 3 через пористые перегородки 4, В результате на электродах 5 возникает электрокинетический потенциал течения, пропорциональный ускорению, Масса инерционных тел

18 вместе с кронштейнами 20 много больше массы рабочей жидкости. Поэтому сила, вызывающая переток рабочей жидкости 3 через пористую перегородку 4 при тех же габаритах будет больше и во столько же раз больше будет перепад давления АР на пористой перегородке, а значит увеличивается и объмная скорость q рабочей жидкости, Это, в свою очередь, вызывает больший электрокинетический потенциал течения на электродах 5. Изменением длины торца 19 можно изменить натяжение упругих элементов 2, что позволяет регулировать чувствительность и диапазон частот, Акселерометр не чувствителен к линейным ускорениям, так как при их воздействии давления рабочей жидкости 3 в корпусах уравновешиваются вследствие гидравлической связи через сообщающие каналы 11 . и компенсатор 13, При изменении температуры окружающей среды изменение объема рабочей жидкости 3 в корпусе 1 компенсируется упругой деформацией мембран

17.

Разделение электродов на два сегмента,и соединение их последовательно..." обеспечивает увеличение выходного напряжения при заданном внешНем воздействии„ а также увеличивает чув" ствительность акселерометра, Формула изобретения

1, Электрокинетический угловой акселерометр, содержащий з аполненные рабочей жидкостью два преобразователя потока, установленные в корпусе симметрично относительно оси чувствительности, причем каждый преобразова" тель содержит пористую перегородку и электроды установленные с обоих сторон перегородки, о т л и ч а ю щ и й12

18 1б

17 21

Фцг. 2

150974

:с я тем, что, с целью увеличения чувствительности, в него введены инерционные тела, упругий компенсатор температурного расширения рабочей жидкости и вторая пара преобразователей потока, размещенная симметрично относительно первой пары и оси чувствительности, при этом все преобразователи соединены по рабочей жидкости каналом с компенсатором, размещенным в центре корпуса, и закрыты с обеих сторон упругими элементами, с которы7 6 ми контактируют инерционные тела, вы " полненные с, воз можно стью ре гулиров а ния их длины, снабженные сферическими торцами и установленные на направляющих, свободно вращающихся относительно центра корпуса, 2, Акселерометр по и, 1 ° о т л ич а ю шийся тем, что электроды с каждой стороны перегородки выполне" ны в виде двух сегментов равной площади и соединены последовательно попарно через отверстие в перегородке, 1509747

5,7

S,9 фиг. Ф

Составитель Е,Баринов

Техред М.Дидык

Pедактор Н,Яцола

Корректор Н.Борисова

Заказ 5800/39 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101