Акселерометр Советский патент 1987 года по МПК G01P15/97 

:Щий через штуцер 11, ось 5 и отверстия 6 в зазор 4, разделяется на две противоположно направленные струи,выходящие в газовую камеру 2. Отражатели 8 отбрасывают струи на торцовые поверхности инерционного тела 3,обеспечивая его центрирование. При действии ускорения в направлении 00;, изменится положение тела 3, что приве1

Изобретение относится к измерению параметров движения, в частности к измерителям ускорений с чувствительным элементом на газостатической опоре.

Цель изобретения - упрощение конструкции акселерометра.

На фиг.1 изображена конструкция предлагаемого акселерометра; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - блок схема акселерометра.

Акселерометр содержит корпус 1, образующий газовую камеру 2, в которой помещено инерционное тело 3 - чувствительный элемент с образованием зазора 4. Цилиндрическая газостатическая опора вьшолнена 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 1;азовой направляющей 13, выполненной в виде цилиндрической оси 14, установленной в крышках 7, параллельной полой оси 5

и образующей кинематическую связь с инерционным телом 3 посредством газовой смазки. Преобразователь 15 перемещения выполнен в виде укрепленной на корпусе пьезокварцевой пластины 16 - пьезорезонатора 16, на одной главной грани которой нанесены электрически изолированные между собой электроды 17 переменной толщины. У другой главной грани резонатора на внешней поверхности инерционного тедет к изменению интегральной толщины электрода 17 и резонансной частоты пьезорезонатора 16, несущей информацию об изменяемом ускорении. Электрод 17 вьшолнен в виде двух неравномерных по толщине частей, размещенных симметрично относительно центра пластины пьезорезонатора 16. 2 ил.

ла 3 укреплены электроды 18 посредством 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 отверстием 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.З). 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 струйные 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 и кольцевую выточку 23 корпуса 1 выходит через выходное отверстие 24. Отверстие 25 подвода газа в сочетании с жиклерным отверстием 6 при прохожде- НИИ газового потока создает дополнительное центрирование исходного положения инерционного тела 3.

Каждая электронная схема 28 возбуждения (в дифференциальной схеме преобразователя перемещения, состоящего из двух пьезоэлектронных каналов), связана гальванически с электродом 17 и посредством емкостной связи через электрод 20 с электродом 18, который с электродом 17 возбуждает в подэлектродной зоне пьезорезонатора 16 пьезоэлектрические колебания. Частота пьезоэлектрических колебаний в исходном положении определяется тол- шиной пьезокварцевой пластины 16 и толщиной части электрода 17 переменного сечения, попадающей в зону пьезоэлектрических колебаний.

В исходном положении (фиг.1) час- 30 мента вьшолнен в виде пьезорезонатотота пьезоэлектрических колебаний резонатора определяется толщиной пьезокварцевой пластины (постоянной во всем сечении) и толщиной средней части электрода 17.

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

(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, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, в нем газостатическая опора выполнена в 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 элера, 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.

18

20

23

(Риг.г

04

18 20

аг.Ь

Редактор А.Ревин

Составитель К.Лукомский

Техред И.ПоповичКорректор Л.Патай

Заказ 1303/45 Тирая 777Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

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