Преобразователь параметров механического движения

Преобразователь параметров механического движения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсккн

Социапнстическин

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<»>932410 (6I ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 7. 05. 79 (21) 2768025/18-10 с присоеаиненкем заявки М (28) Приоритет (51)М. Кл.

G 0I Р 15/08

G 0 I L 9/18

Н О! G 9/22 т енумротеенный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.05.82. Бюллетень М 20 (53) УДК 531.76З (088. 8) Дата опубликования описания 30.05.82

А.И. Желонкин, Б.И. Ильин, H.Е. Федосееттко; Н;В;ФгтБкттЭ и В.Н.Куприянов

„- „тг (72) Авторы изобретения

{71) Заявитель (54 ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАИЕТРОВ МЕХАНИЧЕСКОГО

ДВККЕНИЯ

Предлагаемое изобретение относит- ся к измерительной технике и может быть использовано в системах регистрации параметров механического воздействия, например в сейсмометрии. ! гзвестны устройства для регистрации механических воздействий, в частности датчик динамических перемещений, который включает диффузионный преобразователь с мембранами, снабженный дополнительньгми герметичными камерами, соединенными между собой капиллярным отверстием, одна из камер, у которой стенка выполнена ввиде жесткой мембраны, заполнена жидкостью (касторовым маслом). Несткая мембрана механически связана со штоком перемещаемого объекта pl).

Недостатком данного датч.ка является ограниченный частот гьш диапазон невысокая чувствительность, обуловленные наличием жесткой мембраt (bi a

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является датчик механических воздействий, содержащий диффузионный преобразователь, выполненныгг в виде заполненного электролитом корпуса, ограниченного с торцовых сторон мембранами и содержащего перегородку с измерительным каналом, делящую объем корпуса на две полости. Наличие инерционной массы, 10 связанной с мембранами преобразователя и подвешенной на пружинном подвесе позволяет повысить чувствительность 21, Однако наличие пружинного подве I5 са увеличивает габариты прибора и уменьшает точность измерения вследствие температурных и усталостных изменений параметров подвеса. Кроме

20 того вертикальное расположение камер преобразователя с одним измерительным каналом приводит к дополнительным погрешностям, определяегым собственными колебаниями свободной

3 932410 поверхности мембран и неизмеряемым потоком электроактивного компонента под действием гравитационных сил.

Цель. изобретения —. повышение точности измерения. 5

Указанная цель достигается тем, что преобразователь потока электролита <тодвешен в корпусе посредством плоских пружин и выполнен в виде двух концентрично расположенных ка- 10 мер, заполненных электролитом, ограниченных сверху. мембранами, одна из которых жестким центром соединена с основанием, и сообщенных между собой измерительным каналом с электродами, причем канал выполнен в дне центральной камеры, а в периферийной камере на уровне первого канала размещен дополнительный измерительный канал, идентичный первому.

Выполнение измерительных каналов с электродами в каждой из камер, располо><енных концентрически уменьшает погрешность измерения за счет взаимной компенсации сигнала, возникающего в измерительном канале под воздействием потока электроактивного компонента, вызванного силами гравитации. Установка диффузионного преобразователя на плоских пластинах корЭ

30 пус которого в этом случае служит инерционной массой, уменьшает абсолютные температурные изменения характеристик подвеса, что связано с уменьшением линейной величины упругого подвеса. Кроме того, совмещение инерционной массы с корпусом диффузионного преобразователя уменьшает габариты и вес прибора.

На чертех<е приведено предлагаемое устройство.

Прибор содержит диффузионный преобразователь, состоящий из центральной камеры I и эксцентрично по отношению к ней расположенной кольцевой камеры 2, образованных корпусом

3 и ограниченных сверху центральной мембраной 4 и кольцевой мембраной

5, которые конструктивно могут быть выполнены единой деталью. Камеры диффузионного преобразователя заполнены электролитом 6 и в каждой из них выполнен измерительный канал 7 с электродами 8. Центральная мембрана 4 имеет жесткий центр 9, соединен— ный через преобразователь 10 электрического сигнала в механический, с основанием прибора 11. Корпус диф— фузионного преобразователя 3 выпол4 няет роль инерционной массы и закреплен с помощью KoJIbIJåâûõ пластин 12 на цилиндрической поверхности корпуса прибора 11, в ни><ней части которого установлен арретир 13, закрепляющий инерционную массу, а в верхней части предусмотрена крышка 14 с токовыводами от элементов устройства 15.

Преобразователь работает следующим образом.

При наличии внешнего механического воздействия (смещения, скорости, ускорения), воспринимаемого основанием прибора 11, корпус диффузионного преобразователя 3 выполняющий роль инерционной массы смещается от поло1 жения равновесия, а так как центральная мембрана 4 с помощью жесткого центра 9, происходит ее перемещение относительно корпуса диффузионного преобразователя 3 и электролит перет екает, а на электр одах 8 измерительных каналов (при включении их в электрическую цепь считывания) появляется электрический сигнал, пропорциональный механическому воздействию. При этом поток активного <>еагента в измерительных каналах под воздействием измеряемого сигнала имеет противополо>кное направление и при соответствующем соединении электродов выходной сигнал суммируется, Поток ><е под их воздействием гравитационных сил имеет одинаковое направление (сверху вниз) и данный неизмеряемый параметр при этом >ze включении электродов компенсируется.

При отсутствии внешнего воздействия, но при подаче на преобразователь 10 калибровочного электрического сигнала, на его выходе получа— ем механический сигнал, воздействующий через жесткий центр 9 так же, как и при измерении сигнала, на мембрану 4.

При соединении электродов диффузионного преобразователя 8 через функциональный усилитель электрической схемы считывания с преобразователем 10 осуществляется дополнительное одновременное с измеряемым сигналом механическое воздействие, изменяющее поток электролита через измерительный канал. Таким образом, преобразователь 7 слу><ит для внутренней калибровки и коррек— ции выходных характеристик прибор» и может иметь различные при><><ипн5 9324 альные устройства — электромагнитный, пьезоэлектрический и т.п. При отсутствии преобразователя 10, жесткий центр 9 закрепляется на основании 11..

Лабораторные испытания макета преобразователя показывают, что при заарретированш инерционной систе мы чувствительность уменьшается более чем в 10 раз, т. е. воздействие 3 неизмеряемых колебаний на преобразовательь незначительно.

Температурная погрешность умень— шается пропорционально изменению линейных размеров. Так, при жесткости

К=200 н/м длина винтовой пружины

L=0, 15 м, а длина плоской заневопенной пружины определяется ее топщи— ной L=H=5-10 м и температурная погрешность уменьшается в п=300 раз.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения за счет компенсации грави— тационных погрешностей, связанных с взаимодействием окисленной и восстановленной форм электролита и умень— шения температурной погрешности характеристик упругого подвеса.

Формула изобретения

Преобразователь параметров механического движения, содержащий кор30

10 пус, внутри которого размещен диффу. зионный преобразователь потока электролита,,инерционную массу, закрепленную на упругом цодвесе и соединенную с мембранами диффузионного преобразователя, о т л и ч а— ющийся тем, что, сцелвюповышения точности измерения, преобразователь потока электролита подвешен в корпусе посредством плоских пружин и выполнен в виде двух концентрично размещенных камер, заполненных электролитом, ограниченных сверху мембранами, одна из которых жестким центром соединена с основанием, и сообщенных между собой измерительным каналом с электродами, причем канай выполнен в дне центральной камеры, а в периферийной камере на уровне первого канала размещен дополнительный измерительный канал, идентичный первому.

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе!

1. Авторское свидетельство СССР

1," 200465, кл. Н 01 6 9/22, 21.04.66.

2. Авторское свидетельство СССР

448766, кп. G 01 1. 9/18, 22.12.72. (прототип).

ВНИИПИ Заказ 3775/65

Тираж 883 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4