Вибратор пьезорезонансного кварцевого измерительного преобразователя Советский патент 1988 года по МПК G01B7/00 G01P15/10 

ktik ЬО

00

со о

СП

и/

9иг.1

Изобретение относится к приборостроению и предназначено для преобразования в электрический сигнал перемещения чувствительного элемента измерительного прибора, в частности акселерометра.

Целью изобретения является повышение точности путем уменьшения температурной погрешности измерительного преобразователя перемещения.

На фиг. i изображена схема электромеханического узла измерительного прибора - акселерометра с дифференциальным пьезорезонансным кварцевым измерительным преобразователем (ПКИП н фиг. 2 - электрическая блок-схема акселерометра ; на фиг. 3 - график о)иентации вибратора ПКИП - кристалла кварца - по отношению к кристалло графическим осям.

Акселерометр содержит .основание 1 и маятниковьй чувствительный элемент (Э) 2, подвешенный в основании на упругих торсионах 3. Пластина ЧЭ с обеих сторон на своих поверхностях несет тонкопленочные алюминиевые подвижные электроды 4. Вибраторы 5 ПКИП установлены в основании 1 с помощью держателей 6 с зазорами относительно ЧЭ. Поверхности пьезовибраторов, обращенные к маятнику, не имеют металлизации, а внешние поверхности пье- зонибраторов несут тонкопленочные неподйижные электроды 7.

Подвижные 4 и неподвижные 7 электроды попарно электрически включаются в отдельные автогенераторные электронные системы блока 8 электроники. Ось - измерительная ось акселерометра.

Вибратор 5 датчика перемещения (ПКИП) ЧЭ акселерометра выполнен из кристалла кварца YXl/ p среза таким образом, что базовая плоскость вибратора составляет с оптической осью Z кристалла кварца угол /i (фиг. 3), определяемьй из соотношения od cos/3 - р cio, в котором сх:. обх - температурные коэффициенты линейного расширения кристалла, кварца соответственно по оптической Z и электрической X осям, а oiu температурный коэффициент линейного расширения оснвания акселерометра.

0

5

5

д

0

5

0

5

0

Устройство функционирует следующим образом.

При наличии движения основания 1 с ускорением W ЧЭ 2 акселерометра, подвешенный на упругом подвесе 3, перемещается относительно неподвижных по отношению к основанию пьезовибраторов 5. несущих на внешних поверхностях неподвижные электроды 7. Подвижные электроды 4 жестко связаны с ЧЭ. Электроды 2 и 4 попарно электрически соединены с электронными устройствами, обеспечивающими возбуждение незатухающих механических колебаний пьезовибраторов и,соответствующих им электрических колебаний в схеме образован- .ного электромеханического генератора. Частота колебаний ПКИП однозначно определяется перемещением подвижных электродов (ЧЭ) и является мерой ускорения W.

Выполнение пьезовибратора ПКИП из кристалла кварца в соответствии с приведенной зависимостьюо/ cos - -c jjSinft обд позволяет исключить тен- зочувствительность вибратора ПКИП от изменения температуры измерительного прибора (акселерометра), а следовательно, повысить точность измерения.

Формула изобретения

Вибратор пьезорезонансного кварцевого измерительного преобразователя, содержа1ций пьезокварцевый кристалл-вибратор среза YXl/, основание и систему возбуждения колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, базовая плоскость кристалла-вибратора составляет с оптической осью кварца угол ft, определяемый из соотношения «.cos р, р, , где ос и об - температурные коэффициенты линейного расширения кристалла кварца соответственно по оптической и электрической ОСЯМ; - температурньй коэффи- хщент линейного расширения материала основания Г

f fl-fi

Изобретение относится к приборостроению и предназначено для преобразования в электрический сигнал перемещения чувствительного элемента измерительного прибора, в частности акселерометра.. Целью изобретения является повьшение точности путем уменьшения температурной погрешности измерительного преобразователя перемещения. Указанная цель достигается тем, что базовая плоскость кристалла- вибратора 5 выбирается таким образом, что составляет с оптической осью кварца угол , рассчитываемый из определенного соотношения. Кроме кристалла-вибратора 5 преобразователь содержит основание и систему возбуждения колебаний. Это позволяет исключить тензочувствительность кристалла-вибратора пьезорезонансно- го кварцевого измерительного преобразователя при изменении температуры измерительного прибора, а следовательно, повысить точность измерения. 3 ил. i ((Л

Г/7Л//Х 9u2.2

9иг.З