Акселерометр Советский патент 1976 года по МПК G01P15/08 

1

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для применения в приборостроении, преимущественно для датчиков, измеряющих ускорения при низких частотах.,

Известные акселерометры содержат чувствительный элемент, подвешенный на опорных узлах и вмонтированный в корпусе, и позволяет произвести измерения в определенном диапазоне виброперегрузок (1).

Из известных акселерометров наиболее близким .по технической сущности является акселерометр, содержащий чувствительный элемент, корпус, упругий подвес, который выполнен в виде двух соединенных последовательно упругих элементов, жесткости которых относятся как 2:1 (2).

Однако известный акселерометр не обладает достаточными чувствительностью и точностью измерений из-за большого трения, так как чувствительный элемент, выполненный в виде сплошного цилиндра, соединен с корпусом через упругий подвес, который состоит из соединенных последовательно первого и второго упругих элементов.

Целью предлагаемого изобретения является повышение чувствительности измерений.

Это достигается тем, что в предлагаемом акселерометре подвес выполнен в виде втулки с нанесенными на внутреннюю поверхность канавками и с расположенным внутри него чувствительным элементом, внутри которого перпендикулярно геометрической оси акселерометра установлен пьезокерамический диск с прикрепленными к нему упругодеформирующимися пластинами.

На чертеже изображен общий вид описываемого акселерометра, содержащего корпус 1, в котором с начальным натягом посажена пьезокерамическая втулка 2 обратного эффекта, поляризованная в радиальном направлении. Внутренняя поверхность пьезокерамической втулки 2 содержит канавки постоянной глубины вдоль его геометрической оси, которые симметрично расположены по окружности. Канавки предназначены для обеспечения устойчивости вращению чувствительного элемента 3, который помещен в пьезокерамической втулке 2 с зазором в несколько микрон.

Для подвещивания чувствительного элемента 3 в осевом направлении по срединной его площади расположен пьезокерамический элемент (диск 4) обратного эффекта, а упругодеформирующиеся пластины 5, прикрепленные к нему, перпендикулярны его оси поляризации и параллельны торцовым поверхностям корпуса акселерометра. С обеих сторон пьезокерамического диска 4 параллельно его

плоскостям расположены регулируемые в осевом направлении подставные оноры 6.

Акселерометр работает следующим образом.

При литании пьезокерамической втулки 2 переменным напряжением возбуждаются радиальные колебания, вследствие чего между пьезокерамической втулкой 2 и чувствительным элементом 3 создается сжатая газовая, например воздушная, пленка, осуществляющая подвещивание чувствительного элемента 3 в радиальном направлении. Подвес элемента 3 в осевом направлении осуществляется при литании пьезокерамического диска 4 переменным напряжением через подставные опоры 6. Между пластинами 5 и подставными опорами 6 создается сжатая газовая пленка. Наиболее эффективная газовая пленка создается при резонансной частоте пьезоэлемента 2, так как амплитуда колебаний в этом случае имеет наибольшее значение. При этом потери на сопротивление вращению имеют наименьшие величины, а чувствительный элемент 3 приобретает наибольшую чувствительность вращению.

Формула изобретения

Акселерометр, содержащий корпус, чувствительный элемент, упругий подвес, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, подвес выполнен в виде втулки с нанесенными на внутреннюю поверхность канавками и с расположенным внутри него чувствительным элементом, внутри которого перпендикулярно геометрической оси акселерометра установлен льезокерамический диск с прикрепленными к нему упругодеформирующимися пластинами.

Псточники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Авт. св. № 227729, М. Кл. G 01Р 15/02, 1966.

2. Авт. св. № 198793, М. Кл. G 01Р 15/02, 1966, (прототип).