Датчик ускорений Советский патент 1980 года по МПК G01P15/97 

(54) ДАТЧИК УСКОРЕНИЙ

Изобретение относится к устройствам для измерения параметров движения, в частности к вибрационно-частотным акселерометра м со стержневыми резонаторами.

.Известные конструкции акселерометров со стержневым резонатором, выполненным заодно целое с инерционной массой и корпусными элементами, недостаточно противостоят вибрациям и ударам, сложны и металлоемки,

Известен датчик ускорений, недостатком которого является нестабильность показаний, связанная с эффектом влияния крепления плиты к объекту, ускорение движения которого измеряется . При закреплении датчика Генерируемые пластинчатым резонатором упругие звуковые волны через места крепления уходят на объект, причем при изменении условий закрепления (при воздействии температуры, вибрации, ударов) изменяются условия прохождения звуковых волн, что приводит к изменению частоты колебаний пластинчатого резонатора 1.

Известен также датчик линейных ускорений, в корпусе которого с целью повышения стабильности параллельно торцам выполнены прорези, а между торцами корпуса и внешним основанием введены сухари и обоймы, разделенные междУ собой зазорами, заполненными резиновой массой, причем сухари Жестко соединены с торцами корпуса, а обоймы - с внешним основанием Датчика 2.

Однако э1от датчик недостаточно

0 прочен и стоек к механическим воздействиям из-за введения низкочастотной амортизации,

Наиболее близким к изобретению

5 является датчик ускорений-, содержащий для уменьшения влияния вибраций и ударов дополнительную рамку, к которой крепится основная рамка, зазор между рамками заполнен резино0поДобным веществом, а суммарная длина средней линии рамок отместа заделки резонатора до места крепления дополнительной рамки к корпусу составляет 1/4 часть длины волны, соот5ветствующей частоте колебаний резонатора при отсутствии ускорения 3.

Недостатком „датчика является относительное увеличение его ,веса и габаритов .

0

726481

Цель изобретения - снижение гаЬа |5йтбв, веса и .повышение надежнос-гн датчика -за счет уменьшений влияния вибрационных и ударныхнагрузок.

Для этого в датчике ускорений, содержащем закрепленную одним концом в корпусе рамку прямоугольного сечениЯ, внутри которой размещена инерционная масса на упругом подвесе, стержневой резонаторf прикрепленный одним концом к инёрцйонной массе, а другим к рамке, систему возбуждения-съема колебаний резонатора и усиrjrffitlsfte автЪгёйератора, с внутренней и внешней стороны рамки симметрично относительно оси чувствительности выполнены неперекрывающие друг друга прорези, заполненные эластичным материалом, а инерционная масса расположёна со стороны крепления рамки к корпусу.

.На чертеже представлена упрсяценна конструктивная схема датчика ускорений. , -;

Датчик содержит инерционную массу 1 в упругом подвесе 2, стержневой резонатор 3, рамку 4 с прорезями 5, соединенную с корпусом б переьшчкой 7, устройства возбуждения 8 и съема

9колебаний резонатора и усилитель

10автогенератора. Рамка и прорези выполнены так, что длине средней линии (показана пунктиром) от места

крепления резонатора к рамке до мес, та зсЩёлкй рамки в корпусе сЬставдяе 1/4 часть длины волны, соответствующей частоте резонатора при отсутствии ускорения.

Для упрощения графической части на Н(Э показаны элементы крепления корпуса и резиноподобное заполнение прорезей 5.

Датчик ускорений работа ётслёду ющим образом.

При появлении ускорения Ui цб измерительной оси ийерционна.я сила растягивает либо сжимает резонагор 3, меняя тем самым собственную частоту его поперечных колебаний, которая оказывается функционально связанной с величиной ускорения. Так как рамки представлу ют для звуковых колебаний резонатора два одинаковых четвертьволновых волновода, а инерционная масса максимально приближена к местам крепления корпуса датчика. То в результате повышается прочность датчика к механическим воз.действиям в направлениях, перпендикулярных оси чувствительности датчика, вибрации сущёсгтвенно поглоцайтся резинойодобным заполнением прорезей. Кроме-того, уменьшены вес и габариты датчика в целом.

Формула изобретения

Датчикускорений, содержащий закрепленную одним концом в корпусе рамку прямоугольного сечения, внутри которой размещена инерционная масса на ynpyrOjM подтесе, стержневой резонатор, прикрепленный одним концом к инерционной Массе, а другим к рамКе, систему возбуждения-съема колебаний резонатора и усилитель автогенералора, отличающийся тем, что, с целью снижения габаритов,веса- и повышения надежности датчика за счет уменьшения влияния вибрационных и ударных нагрузок, с внутренней и внешней стороны рамки симметрично относительно оси чувствительности выполнены неперекрывающие друг друга йрорези, заполненные эластичным материалом, а.инерционная масса расположена со стороны крепления рамки к корпусу. .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

556385, кл. G 01

Р 15/08, 1977 (прототип).

726481