Дифференциальный виброакселерометр Советский патент 1983 года по МПК G01P15/09 

Изобретение относится к измерени параметров движения, в частности к пьезорезонансным акселерометрам для измерения вибрационных и ударных ускорений. Известны пьезорезонансные акселе рометры Cl . Однако они относительно низкую механическую прочность и обе печивают требуемую точность измерения лшиь в узком диапазоне вибрацио ных ускорений, Наиболее близким по технической сущности и достигаемь1М результатам к изобретению явялется дифферендиал ный пьезорезонансный акселерометр, содержащей два пьезорезонатора, установленных в корпусе соосно, и ине ционную массу, расположенную МеждУ пьезорезонаторами.2. ; Однако наличие в известной конструкции большого числа степеней свободы чувствительного элемента и резонаторов и, следовательно, большого числа паразитных колебаний ограничивает частотный диапазон дин мических воздействий ( вибраций.десятками-сотнями герц. Выше этого диапазона точность измерений сущест венно уменьшается, а погрешность может достигать десятков-сотен про центов. Цель изобретения - повьниение. точ ности измерения за счет демпфирования паразитных колебаний. Указанная цель достигается тем, чтоВ дифференциальном.виброакселерометре, содержащем два пьезор зо натора, установленных в корпусе соосно, и инерционную массу, распол женную между пьезорезонаторами, пьезорезонаторы выполнены Т -образными и закреплены в корпусе посредством широкой части через вибропоглотитель, при этом протяженность узкой части каждого резонатора вдол оси чувствительности вдвое больше er ширины и равна протяженности его широкой части в направлении, перпен дикулярном этой оси. На чертеже представлена упрощенная конструктивная схема дифференциального виброакселерометра. Дифференциальный виброакселерометр состоит из корпуса 1, прижимных винтов 2, металлических 3 и ляционных 4 прокладок, вибропоглоти™ те:9ей 5. Кварцевые чувствительные элементы б прижаты к корпусу 1 через металлические и изоляционные 4 прокладки, вибропоглотители 5 и шайбы 7 прижимными винтами 2. Инерционная масса 8 установлена между кварцевыми чувствительными элемента ми б в направляющих пазах выступов 9 корпуса 1. .Герметизация соединения кварцевых чувствительных элемен тов 6 с корпусом 1 обеспечивается клеевыми соединениями 10. Крьшта 11 связана с корпусом 1 сварньш соединением 12. Кроме этого, показаны , также элементы крепления 13 на объекте 14,. состоящие-из гайки 15 и ориентирующего штифта 16. Кварцевые чувствительные элементы 6 включаются в дифференциальную схему или в схему двухчастотного автогенератора,- на выходе которого выделяется разностная частота двух колебаний., пропорциональная ускорению или амплитуде.. В процессе измерений виброакселерометр устанавливается таким образом, чтобы вектор динамического воздействия был натравлен перпендикулярно широким основаниям элементов 6 вдоль их рабочих длин. Соответствующим образом выбираются посадочные .места на испытываемых объектах. Закрепление выброакселерометров производится с помощью резьбовых соединений 13. Функции вибропоглотителя - демпфирование стоячих волн паразитных колебаний, вызываемых динамическими воздействиями. В принципе, стоячие волны могут устанавливаться -вдоль любых основных осей пьезоэлементов. Однако движение массы 8, вызывающей сжатие элементов б с различной силой и частотой (предварительное поджатиё пьезокварцевых элементов б осуществляется винтами 2), происходит в направлении вдоль узкой части пьезоэлементов б. Благодаря наличию вибропоглотителя 5 стоячая волна на частоте основного параметрического резонанса поглощается. При протяженности узкой части пьезоэлемента,б вдоль оси чувствительности, вдвое большей его шириныи равной протяженности его широкой части в направлении, перпендикулярном оси чувствительности, энергия волны на краях широкой части пьезоэлемента максимальна и поглощается наиболее эффективно. Эффективному поглоще.нию волны при этом способствует граница кварц-вибропоглотитель и частично кварц-клей. Коэффициент поглощения стоячей волны наибольший на границе кварц вибропоглотитель. В качестве последнего может быть использовано вязкое турбинное масло. Димпфирование волны на границе кварц - клей менее эффективно, однако в боковых нап-равлениях энергия волны значительно меньше, чем в направлении движения инерционной массы 8, где и установлены вибропоглотители 5. По экспериментальным оценкам амплитуда паразитных колебаний, вызванных динамическими воздействиями, после введения поглотителей и чувствительных кварцевых элементов Т -образней

310371844

форма, уменьшается в 4-10 раз, чтои@вых чувствительных элементов, способствует повышению точностиПогрешность измерений при этом суизмерений на виброчастотах, близкихщественно уменьшается, оставаясь ,к резонансной частоте системы квар-на уровне единиц процентов.

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ВИБРОАКСЕЛЕРОМЕТР, содержащий два пьезорезонатора, установленных в корпусе 12 /4- fS соосно, и инерционную массу, распо- лрженную между пьезорезонаторами, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения вибрационных ускорений, пьезорезонаторы выполнены Т -образными и закреплены в корпусе посредством широкой части через вибропоглотитель, при этом протягесенность узкой части каждого резонатора вдоль оси чувствительности вдвое больше ее ширины и равна протяженности его широкой части в направлении, перпендикулярном к оси чувствительности. (Л с СО vl 00 fi