Электрокинетический угловой акселерометр Советский патент 1990 года по МПК G01P15/08 

объемом компенсатора 16, установлен запорный элемент, выполненный, например в виде, мембраны, разделяющей каналы 14 на два канала. При этом плос- кая центральная часть мембраны установлена с зазором относительно второй части канала, а в зигах выполнены отверстия. Такал конструкция запорного элемента обеспечивает беспрепят- ственное перетекание жидкости от температурных воздействий и существенно повышает гидравлическое сопротивление каналов при воздействии измеряемых воздействий во всем диапазоне рабочих частот. Применение звукоизоляционного экрана 23 на корпусе 1 акселерометра значительно снижает уровень шумов акустических частот и практически не оказывает влияния на снижение выходного сигнала. 2 э,п,ф-лы, 5 ил,

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано как датчик угловых ускорений. Целью изобретения является повышение точности и надежности. При воздействии углового ускорения за счет инерционности жидкости, размещенной в торовой трубе 2, на упругих элементах 3 преобразователей потока, установленных в корпусе 1, возникает перепад давления, который приводит к протеканию рабочей жидкости через пористую перегородку 6. В результате на электродах 7, выполненных в виде сегментов, возникает электрокинетический потенциал течения, который снимается с токоотводов 9. При изменении температуры объемное расширение рабочей и инерционной жидкостей, компенсируется упругостью гибких элементов компенсатора 16, и разделенного жесткой перегородкой. В каналах 14, соединяющих объем полостей преобразователя с объемом компенсатора 16, установлен запорный элемент, выполненный, например, в виде мембраны , разделяющей каналы 14 на два канала. При этом плоская центральная часть мембраны установлена с зазором относительно второй части канала, а в зигах выполнены отверстия. Такая конструкция запорного элемента обеспечивает беспрепятственное перетекание жидкости от температурных воздействий и существенно повышает гидравлическое сопротивление каналов при воздействии измеряемых воздействий во всем диапазоне рабочих частот. Применение звукоизоляционного экрана 23 на корпусе 1 акселерометра значительно снижает уровень шумов акустических частот и практически не оказывает влияния на снижение выходного сигнала. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к элект - рохимическим преобразователям информации, и может быть использовано как датчик угловых ускорений во многих областях науки и техники.

Целью изобретения является увеличение чувствительности и повышение надежности.

На фиг. I1 изображена проекция электрокинетического углового акселеромет- paj на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 и 4 - проекции пористой перегородки с электродами; на фиг. 5 - узел I на фиг, 1.

Электрокинетический угловой акселерометр содержит корпус 1, в котором равномерно по окружности размещены преобразователи потока. Количество преобразователей потока в корпусе 1 может быть любое, но не менее двух.

Между преобразователями потока установлена торовая труба 2, внутренний объем которой отделен от объема преобразователя упругим элементом- мембраной 3, Внутренняя полость преобразователя потока заполнена рабочей жидкостью 4, внутренняя полостъ

ТОрОВОЙ ТрубЫ 2 - ЖИДКОСТЬЮ 5, ПЛОТ-

ность которой больше плотности рабочей жидкости 4. Жидкость 5 является основным инерционным телом акселерометра, Такой жидкостью могут быть растворы тяжелых металлов или ртуть, или раствор золота в ртути, В преобразователе потока установлена, например, с помощью суперцемента, пористая перегородка 6, с размещенными на ней с обоих сторон электродами 7, которые через проводники 8 соединены с герметичными -токоотводами 9. Каждый электрод 7 разделен на два сегмента 10 так, что электрическое сопротивление

между сегментами больше или равно сопротивлению пористой перегородки под площадью сегмента. Противоположные сегменты 10 соединены проводником 1I через отверстие 12, образуя попарное последовательное соединение двух пар электродов, размещенных на одной перегородке. Соединения электродных сегментов можно провести путем металлизации отверстий 12,

В корпусе полости преобразователя

1и торовой 2 выполнены отверстия 13, через которые и каналы 14 рабочая и инерционная жидкости сообщаются с полостями 15 термокомпенсатора 16, разделенного жесткой перегородкой 17, образуя два независимых термокомпенсатора, В торцах корпуса компенсатора 16 установлены упругие элементы 18, например мембраны.

Каналы 14, соединяющие полость корпусов 1 с термокомгенсатором объема жидкости, могут быть как с левой, так и с правой стороны от перегородки 6. Гидравлическое сопротивление каналов 14 и отверстий 13 определяется конструктивно и может быть меньше гидравлического сопротивления пористой перегородки. При этом упругое сопротивление упругого элемента 18 должно быть больше упругого сопротивления упругих элементов 3 и гидравлического сопротивления перегородок 6, I

Для исключения зависимости метрологических характеристик акселерометра1 от упругого сопротивления мембраны 18 в каналах 14 установлен запорный элемент, в котором канал 14 разделен на

2части. Обе части соединены друг с другом и с кромкой мембраны 19, например, с помощью сварки, В мембране 19 выполнены отверстия 20 в гофре 21 с эффективной жесткой плоскостью 22,

51

причем жесткость мембраны 19 должна быть меньше жесткости упругих элементов 3, а гидравлическое сопротивлени отверстий 20 должно быть больше гидравлического сопротивления каналов . 14, При применении запорного элемента в канале 14 возможно выполнение акселерометра с двумя каналами, отходящими от каждого корпуса 1, что уменьшает искажающие воздействия из- за несимметричности расположения перегородки 6 и элементов 3. Акселерометр экранирован, звукоизоляционным экраном 23, выполненным, например, из звукоизоляционной резины или пластмассы или из другого звукоизоляционного материала путем обмотки или приклейки, или опрессовки, или напыления, или вулканизации.

Электрокинетический угловой акселерометр работает следующим образом.

При воздействии углового ускорения жидкости 4 и 5 вследствие своей инерционности перемещаются в корпусе 1 и в части торовой трубы 2, а на электродах 7 пористой перегородки 6 возникает электрокинетический ток, пропорциональный ускорению. Вследствие того, что плотность жидкости 5 больше плотности рабочей жидкости 4, жидкость 5 через упругие элементы 3 создает оолее высокий перепад давления дР на перегородке 6, а возрастание ЈР вызывает увеличение объемной скорости рабочей жидкости 4 через перегородку 6, что, в свою очередь, вызывает больший электрокинетический ток на электродах 7,

Звукоизоляционный -экран 23 уменьшает проникновение акустических колебаний в полости корпуса 1 и трубы 2 и передачу этих колебаний частикам жидкостей 4 и 5, уменьшая акустическое давление в полостях, снижая уровень шумов.

В запорном элементе при воздействиях углового ускорения давление в полости корпуса 1 поджимает эффективную полость 22 к торцу части канала 14 из-за большего по сравнению с канлом 14 гидравлического сопротивления отверстий 20, в результате чего перетока жидкости 4 в полость 15 компен- сатсра нет.

При изменении температуры окружающей среды полости 15 компенсатора и за изменения объема жидкости 4 и 5 удлиняются или сжимаются.

5

В этом случае в запорном элементе вследствие большой инерционности изменения температуры, малого коэффициента объемного расширения ацетона возможно беспрепятственное протека- I ние ацетона через отверстия 20 и зазор между плоскостями 22 и торца части канала 14.

Использование|жидкостной инерционной массы практически до нуля снимает сухое трение при работе акселерометра, что повышает точность и надежность его работы и также приводит к увеличению чувствительности.

Формула изобретения

0

5

0

0

2, Акселерометр по п, 1, о т л и - чающийся тем, что в каналах, соединяющих полости преобразователя потока с первым термокомпенсатором, установлены запорные элементы, каждый е из которых содержит два канала, разделенные мембраной с плоским центром и установленной на первом канале, при этом плоский центр мембраны размещен с зазором относительно второго канала,

5

0

15786618

а в гофрах мембраны выполнены отвер-3. Акселерометр по п , 1, о т л истия, гидравлические сопротивления ко-чающий с я тем, что, он снабжен

торых больше гидравлического сопротиа-звукоизоляционным экраном, установленления каналов,,-ным снаружи на корпусе.

А-Л

1It 14 15 rS 18 18 17 1В

/ I I I / ///

I/gv / I Г

Фиа.З

23 2 5