Датчик акселерометра Советский патент 1981 года по МПК G01P15/97 

1

Изобретение относится к измерению параметров движения, в частности к вибрационно-частотным акселерометрам

Известные конструкции вибрационночастотных датчиков не имеют надежной и достаточно эффективной виброизоляции Г1-.

Использование для целей виброизоляции уже разработанных базовых устройств Г21приводит к значительному увеличению суммарных габаритов и массы устройств.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее раму установленную в корпусе, и инерционную массу, закрепленную на раме посредством пластинчатого подвеса и резонатора, причем промежуток между рамой и корпусом частично заполнен резиноподобным материалом 31.

В этом устройстве повышение эффективности виброизоляции в условиях высокого уровня механических воздействий достигается путем создания двухкорпусной конструкции с геометрическими размерами, рассчитанными таким образом, что суммарная длина средней линии от места заделки резонатора до места крепления рамы составляет одну четвертую часть звуковой волны, возбуждаемой в материале корпуса на частоте резонатора. Однако в данном датчике с введением упругого подвеса через систему, промежуточных корпусов имеет место высокодобрртный резонанс, лежащий в пределах частот возможных вибраций, что существенно снижает эффективность виброизоляции.

Цель изобретения - повьшение эффективности виброизоляции датчика акселерометра.

Поставленная цель достигается тем, что в рс1ме и обращенной к ней стенке корпуса выполнены симметрично распооженные относительно оси чувствительности датчика профилированные па зы, каждый из которых образован двумя соосными цилиндрами, имеющими общее основание со сквозной прорезью, причем пазы заполнены эластичными материалами с. добавкой наполнителя, коэффициент теплопроводности которого меньше, чем у материала , .но больше ,чем у материала корпуса.

На фиг. 1 представлена упрощен- . ная конструктивная схема датчика акселерометра} на фиг.2 - сечение

А-А на.фиг.1; на фиг.3 - узел I на фиг.1.

Датчик содержит раму 1, Связанную с корпусом 2 через резиноподобный материал 3. В раме 1 и обращенной к ней. стенке корпуса 2 частотного датчика выполнены профилированные пазы 4. Внутри рамы 1 размещена инерционная масса 5, закрепленная с помощью упругого пластинчатого подвеса 6 и резонатора 7. Паз 4 заполнен резиноподобным материалом с добавкой наполнителя. Каждый паз (фиг. 2 и 3} образован двумя соосными цилиндрагм 5 и б, имеющими общее снабженное сквозной прорезью 7, основание 8, Коэффициент теплопроводности материала наполнителя определяет скорость распространения теплового потока и выбирается меньшим, чем коэффициент теплопроводности материала paNbi, но большим, чем коэффициент теплопроводности материала корпуса.

Датчик акселерометра работает следующим образом.

При наличии ускорения, направленного по оси резонатора 7 (оси чувствительности) , в условиях действия вибрационных перегрузок инерционная масса 5 на упругом подвесе б перемещается , при этом меняется натяжение резонатора 7, при этом изменение его частоты колебаний несет в себе информацию об измеряемом ускорении. При действии вибрационных перегрузок на датчик за счет активных потерь в резиноподобном материале 3выделяется тепло, которое.отводится в раму 1. Наиболее эффективно при одновременном обеспечении точности датчика этот процесс обеспечивается при монотонном возрастании коэффициента теплопроводности от периферии к центру датчика.

Предложенная схема включает рамут выполненную из титана, с заливкой в профилированные пазы между рамой и корпусом полиуретанового компаунда КТ-102М с добавкой 30% нитрида бора.

Профиль паза выбирается исходя из условий комплексной виброзащиты от внутренних и внешних вибраций.

Поскольку амплитуда внутренних виброускорений максимальна на поверхности датчика, то профиль паза 4 выбран переменным по сечению (фиг.2) причем поглощение внутренних волн происходит на периферии (поз.5,6) , а демпфирование внешних вибраций в центральном сечении (поз. 7) . С квозная прорезь 7 профилированного паза 4 позволяет получить повторяемые от датчика к датчику динамические характеристики. ГJиpинa сквозной прорези 7 (фиг.З) определяет оптимальный режим виброударного нагружения, при котором корпус и чувствительная масса датчика взаимно компенсируют инерционные перегрузки, тем самым повышая .- эффективность виброизоляции в условиях воздействия ударов.

Конструкция устройства обеспечивает получение минимальной погрешности измерений частотного датчика в условиях воздействия вибрационных перегрузок и получения требуемой перегрузочной способности при действии удара и уменьшение при этом температурной погрешности.

Кроме того, конструкция.датчика акселерометра обеспечивает относи.тельную простоту при изготовлении, сборке и регулировке устройства.

Формула изобретения

Датчик акселерометра, содержащий раму, установленную в корпусе, и инерционную массу, закрепленную на раме посредством пластинчатого подвеса и резонатора, причем промежуток между рамой и корпусом частично заполнен эластичным материалом отли ча. ющий ся тем, что, с целью повы1:1ения эффективности виброизоляции ,в раме и обращенной к ней стенке корпуса выполнены симметрично расположенные относительно оси чувствительности датчика профилированные пазы, каждый из которых образован двумя соосными цилиндрами, имекщими общее.основание со сквозной прорезью, причем пазы запол-нены эластичным материалом с добавко наполнителя, коэффициент теплопроводности которого меньше, чем у материала рамы, но больше чем у материала корпуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

№ 402805, кл.С 01 Р 15/00, 06.07.71.

2.Круковский А.С. Амортизаторы рамочные пружинные пенополиуретановые (РПП). Сб. Вибрационная техника. М., № 2, 1970, с.106-112.

3.Авторское свидетельство СССР

К 556.385, кл. G 01 Р 15/08, 16.07.75 (прототип) .