Датчик линейных ускорений Советский патент 1985 года по МПК G01P15/08 

Изобретение относится к приборо строению, а именно к измерителям линейного ускорения, чувствительным элементом которьк служит физический 1аятник, Известны маятниковые акселеромет ры, предназначенные для измерения линейного ускорения, содержащие подвижный маятник, установленный в опорах, датчики угла и момента 1 Известна также конструкция маятниковрго акселерометра, в котором з дача повышения виброустойчивости при наличии угловой вибрации вокруг оси, перпендикулярной оси подвеса маятника, решается с помощью допол нительных балансированных грузовj выполненных заодно с маятником C2J Однако маятник даже после пре- кращения воздействия ускоре ния не останавливается сразу, а совершает незатзгхаккщие колебания 3 Наиболее близким к изобретению по технической сущности является датчик линейных ускорений, ко.торый содержит маятник на одшипниковом подвесе, подпружиненный торсионом, датчик угла и демпфер Г А. Однако известный датчик имеет сложную конструкцию, большие размеры и вес. Демпфер, применяемый в этом датчике относительно невысокой эффективности (40 ) имеет вес 2 кг при диаметре 80 мм и длине 57 мм и потребляет 20 Вт элек ;роэнергии. Целью изобретения является упрощение конструкции, уменьшение габаритов и веса прибора. Указанная цель достигается тем, что в датчике линейных ускорений, содержащем маятник на подшипниковом подвесе, подрружиненный торсионом, датчик угла и демпфер, маятник выполнен в виде ротора с сектообразны ми зубьями, хотя бы один из KOTOpjblX имеет массу, большую массы одного из них, и помещен в неподвижную камеру,, разделенную на полости nepe городками в виде секторообразных зу- бьев, причем демпфер образован перего родками камеры и зубьями ротора, расположенными с зазором относительно перегородок и цилиндрической поверх ности камеры. На фиг.1 изображен предлагаемый датчик линейных ускорений, общий ви на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1. 7 Датчик линейных ускорений содержит корпус 1, в котором монтируется ось 2, вращающаяся в шарикоподшипни- ках 3 и 4. На ней закреплен маятник ,5, выполненньй в виде ротора с секто- рообразными зубьями, являющийся одновременно и подвижной деталью воз душного демпфера, в которой маятниковость создается грузом 6. В корпусе установлена неподвижная камера, состоящая из двух коаксиальных кодец 7 и 8 и перегородок в виде секторообразных зубьев 9, которая является неподвиж-г ной деталью воздушного демпфера. Перегородки разделяют камеру на ряд глухих полостей, открытых только со стороны торца, обращенного внутрь прибора. В них входят зубья маятника, а торцовые перемычки этой детали заглушают полость со стороны открытого торца. Маятник установлен таким образом, что по его наружному и внутреннему диаметрам, а также по торцам зубьев и торцовых перемычек образуетг ся гарантированный зазор порядка 0,1 мм и полости с помощью торцовых зазоров соединяются последовательно. Все детали демпфера выполнены из материалов с близкими, а лучше одинаковыми коэффициентами линейного . расширения, чтобы исключить температурные изменения зазоров. В датчике линейных ускорений применен круглый торсион 10, проходящий внутри оси 2, одним, концом жестко закрепленный на роторе маятника 5j а другим - на корпусе 1, Преобразователем угла поворота в электричес-; кий сигнал является индукционный датчик угла, статор 11 которого установлен в корпусе, а ротор 12 закреплен на оси. Устройство работает следующим образом. При воздействии ускорения на корпус прибора маятник, установленный в подшипниковом подвесе, отклоняется от нулевого положения под воздействием инерционного момейта, который уравновешивается гравитационным моментом и моментом упругости тор- сиона, возникающим при закручивании его на угол, равный углу отклонения маятника, пропорционально которому датчик угла выдает электрический сигнал. При колебаниях маятника,являющегося одновременно подвижной деталью демпфера, за счет перетека- 3 ния воздуха из полости в полость. через радиальные и торцовые зазоры между подвижной и неподвижными деталями демпфера осуществляется демпфирование. Предлагаемый датчик линейных ускорений имеет более высокую дина ческую точность по сравнению с известным, так как демпфирование его возрастает в 3-4 раза за счет применения воздушного демпфера вме электромагнитного, уменьшается момент инерции подвижной части прибо ;ра при объединении маятника с поднижней зубчатой деталью демпфера. Кроме того, воздушный демпфер не требует дополнительного источника /питания, не имеет вредного уводяще474го момента от электромагнита, дополнительного источника внутреннего перегрева прибора, что также улучшает точностные характеристики датчика линейных ускорений. Вес предлагаемого прибора снижается в 2 раза, а габариты - в 1,5 раза по сравнению с известным. Макет предлагаемого прибора : успешно прошел лабораторные испыта- ния, доказав свою работоспособность в условиях высоких перегрузок (до 40 g)-. Предлагаемый прибор конструктивно проще, надежнее, в нем применены недефицитные материалы (вместо- электротехнической стали и медного проводаалюминий).

ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ УСКОРЕНИЙ, содержащий маятник на подшипниковом подвесе, подпружиненный торсионом, датчик угла и демпфер, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, уменьшения габаритов и веса прибора, маятник выполнен в виде ротора секторообразными зубьями, хотя бы ОДИН из которых имеет массу, большую массы одного из них, и помещен в неподвижную камеру, разделенную на полости пере- городками в виде секторообразных зубьев, причем демпферобразован перегородками камеры и зубьями ротора, расположенными с зазором относительно перегородок и цилиндрической поверхности камеры.