Акселерометр вертикального ускорения Советский патент 1993 года по МПК G01P15/08 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к преобразователям линейного ускорения в электрический сигнал, и может быть использовано в автономных сейсмоизмерительных и виброизмерительных системах.

Цель изобретения - повышение стабильности частотной характеристики при хранении.

Для повышения стабильности частотной характеристики акселерометра в него введены три канала, обе сферы выполнены усечением в нижней части с образованием

зазора в виде усеченного шарового слоя, уровни заполнения полости вставки и зазора совпадают при ориентации корпуса сечением шарового слоя вверх, причем, преобразователь расхода установлен в первом канале, расположенном по оси, проходящей через центр сфер перпендикулярно плоскости сечения шарового слоя, и соединен с зазором симметрично расположенными в стенке корпуса вторым и третьим каналами и капиллярными отрезками ограничителей, концы которых расположены в зазоре у наружной поверхности вставки.

о

GO

Ю

На чертеже изображен схематично вариант выполнения заявленного акселерометра вертикального ускорения.

Акселерометр представляет собой герметичный полый корпус 1. В корпусе 1 установлена сферическая полая вставка 2, Корпус 1 и вставка 2 установлены концентрично так, что зазор между ними имеет вид усеченного шарового слоя. Полость вставки и зазор между корпусом 1 и вставкой 2 заполнены рабочей жидкостью 3 так, что образуют газовые объемы 4. Первый канал расположен по оси, проходящей через центр перпендикулярно плоскости сечения шарового слоя. В первом канале установлен преобразователь расхода 5, сообщающийся с полостью вставки 2 через капиллярный отрезок ограничителя перемещения газового объема бис зазором между корпусом 1 и вставкой 2 через симметрично расположенные в стенке корпуса вторым и третьим каналами 7 и капиллярными отрезками ограничителей 8, концы которых расположены в зазоре у наружной поверхности вставки 2. При установке акселерометра усеченной частью вниз уровень рабочей жидкости 3 в зазоре расположен выше на- ружной поверхности вставки 2, Уровень за-. пол нения полости вставки 2 и зазора между корпусом 1 усеченной частью вверх совпадают.

Акселерометр вертикального ускорения работает следующим образом. При ориентации акселерометра усеченной частью вниз акселерометр преобразует вертикальное ускорение в электрический сигнал. При этом рабочая жидкость, являющаяся инерционным телом, перетекает между полостью вставки 2 и зазором между корпусом 1 и вставкой 2 через первый канал, преобразователь расхода 5, ограничители 6, 8 и второй и третий каналы 7, Перетекание жидкости 3 обусловлено тем, что уровень жидкости 3 в зазоре выше, чем в полости вставки 2. Газовые объемы 4 выполняют при этом роль упругих элементов, подпирающих столб рабочей жидкости. Расход рабочей жидкости 3 преобразуется преобразователем 5 в электрический сигнал, несущий информацию об ускорении. Поскольку уровень жидкости 3 в полости вставки 2 и зазоре устанавливается горизонтально и вставка 2 концентрично установлена с корпусом 1, то направление измерительной оси акселеро-- метра самоустанавливается в вертикальное положение при любой ориентации акселерометра в пределах угла наклона, соответствующего касанию газового объема 4 в зазоре стенки корпуса, образующей сечение шарового слоя зазора. (На практике

угол наклона достигает 80° от вертикали). Величина коэффициента преобразования акселерометра в силу этого также не зависит от ориентации, т.к. высота столба жидкости 3 остается неизменной.

При хранении,транспортировке акселерометра или в нерабочем положении акселерометр устанавливают усеченной частью вверх. Поскольку уровни жидкости 3 в полости вставки 2 и зазоре совпадают, то отсутствует переток газа между объемами 4 за счет диффузии через жидкость 3. В результате обеспечена неизменность частотной характеристики акселерометра.

Симметричное размещение второго и третьего каналов 7 и отрезков 8, соединяющих преобразователь 5 с зазором между вставкой 2 и корпусом 1, подавляют чувствительность акселерометра к угловым ускорениям, замыкая контур, образуемый этим соединением на зазор. Расположение концов капиллярных отрезков ограничителей 8 у наружной поверхности вставки 2 обеспечивает их погруженность в рабочую жидкость 3 при любой ориентации акселерометра.

Заявляемый акселерометр целесообразно применять в автономных вибро-, сейсмопреобразовательных устройствах по

характеру использования с длительным временем хранения перед введением в рабочий режим или с периодическим введением в рабочий режим.

Формула изобретения. Акселератор вертикального ускорения, содержащий сферический герметичный корпус с размещенной в нем концентрично сферической- герметичной вставкой, внутренняя полость которой.и зазор между вставкой и корпусом заполнены рабочей жидкостью с образованием газовых объемов и соединены по рабочей жидкости через преобразователь расхода и ограничители

перемещения газовых объемов, выполненные в виде капиллярных отрезков, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности частотной характеристики при хранении, в него введены три канала,

обе сферы выполнены усеченными в нижней части с образованием зазора в виде усеченного шарового слоя, уровни заполнения полости вставки и зазора совпадают при ориентации корпуса сечением шарового слоя

вверх, причем преобразователь расхода установлен в первом канале, расположенном по оси, проходящей через центр сфер перпендикулярно плоскости сечения шарового слоя, и соединен с зазором, симметрично расположенными в стенке корпуса рторым

51806382 6

и третьим каналами и капиллярными отрез- ложены в зазоре у наружной поверхности ками ограничителей, концы которых распо- вставки.

Использование: изобретение относится к измерительной технике. Сущность изобретения: акселерометр вертикального ускорения содержит сферический герметичный корпус с размещенной в нем концентрично сферической герметичной вставкой, внутренняя полость которой и зазор между вставкой и корпусом заполнены рабочей жидкостью с образованием газовых объемов. Зазор между корпусом и вставкой имеет вид усеченного шарового слоя, В акселерометре имеются три канала. Первый канал расположен по оси, проходящей через центр перпендикулярно плоскости сечения шарового слоя. В первом канале установлен преобразователь расхода, сообщающийся с полостью вставки через капиллярный отрезок ограничителя перемещения газового объема и с зазором между корпусом и вставкой через симметрично расположенные в стенке корпуса второй и третий каналы и капиллярные отрезки ограничителей, концы которых расположены в зазоре у наружной поверхности вставки, При установке акселерометра усеченной частью вниз уровень.рабочей жидкости в зазоре, расположен выше наружной поверхности вставки. Уровни заполнения полости вставки и зазора между корпусом и вставкой рабочей жидкостью при ориентации корпуса усеченной частью вверх совпадают. 1 ил. со С