Датчик ускорения с частотным выходом Советский патент 1981 года по МПК G01P15/97 

(54) ДАТЧИК УСКОРЕНИЯ С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДОМ

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к устрой ствам для измерения величины ускорения в частности вибрационных ускорений. Известен датчик ускорения с частотным выходом СО, содержащий инерционную массу, подвешенную в корпусе с помощью струн-резонаторов, автоколебательный контур и вторичные измерительные приборы частотного типа. Недостатком указанного датчика является низкая чувствительность при измерении вибрационных ускорений. Кроме того, предварительное натяжение струн пpивoдиt к временным изменениям их характеристик вследствие релаксации напряжения в материале струны, что снижает точность измерения. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является датчик ускорения с частотным выходом t2, содержащий инерционную массу, укрепленную в корпусе на упругом подвесе, основание, жестко связанное с корпусом, возбудитель колебаний, адаптер, усилитель, вход которого соединен с адаптером, а выход с возбудителем и пластинчатый резонатор, образующий совместно с возбудителем колебаний, адаптером и усилителем автоколебательный контур. . Принцип действия известного датчика основан на изменении собственной частоты колебаний.стержневого резонатора вследствие изменения его напряженного состояния под действием массовых сил, возникающих при воздействии измеряемых ускорений на инерционную массу. Недостатками этого датчика ускорения с частотным выходом являются низкая чувствительность и точность, а также, при измерении вибрационных. ускорений необходимо применение сложного вторичного измерительного прибора, состоящего из промышленного частотомера (или периодомера) и блока,позволяющего измерять разность TOT резонатора, соответствующих амплитудным значениям измеряемого ускорения противоположных направлений что усложняет и удорожает вторичный измерительнь5Й прибор. Эти недостатки обусловлены высокой скоростью чзменения напряжений растяжения - сжатия, возникающих в резонаторе под де ствием измеряемых ускорений. Цель изобретения - повьшение чувствительности и точности датчика. Цель достигается тем, что резонатор образован инерционной массой и элементами упругого подвеса, при этом инерционная масса расположена между адаптером и возбудителем, а эл менты упругого подвеса расположены в плоскости, перпендикулярной оси чу ствительности датчика. На чертеже приведена структурная схема датчика ускорения с частотным выходом. Датчик ускорения с частотным выхо дом содержит основание 1, которое же стко связано с корпусом 2, резонатор включающий инерционную массу 3 и упругие подвесы 4, адаптер 5, усилитель 6,выход которого соединен с ада тером 5,возбудитель 7 колебаний,кото рый соединен с первым выходом усилителя 6 и кожух 8,Второй выход усилителя 6 является электрическим выходом устройства. Датчик ускорения с частотным выходом работает следующим образом. При воздействии на датчик измеряемого ускорения на инерционную мас су 3 действует массовая сила противо положного направления, которая растягивает упругие подвесы 4. Механические колебания резонатора адаптеро 5 преобразуются в колебания электрического тока, которые усиливаются по амплитуде усилителем б и через возбудитель 7 воздействуют на инерционную массу 3 резонатора. Со второго выхода усилителя сигнал посту6пает на вторичный измерительньй прибор . Напряжения растяжения увеличивают жесткость упругих подвесов 4 резонатора, вследствие чего увеличивается собственная частота колебаний резонатора. .В предложенном техническом решении рабочая частота собственных колебаний резонатора под нагрузкой всегда больше его начальной частоты. Это позволяет использовать при измерении вибрационных ускорений в качестве вторичного измерительного прибора серийный частотомер и избавляет от необходимости применять сложные быстродействующие преобразователи. Формула изобретения Датчик ускорения с частотным выходом, содержащий инерционную массу, укрепленную в корпусе на упругом подвесе, основание, жестко связанное с корпусом, электромагнитный возбудитель колебаний, адаптер, усилитель, вход которого соединен с адаптером, а выход - с возбудителем, и резонатор, образующий с возбудителем, адаптером и усилителем автоколебательный контур, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности, резонатор образован инерционной массой и элементами уп- , ругого подвеса, при этом инерционная масса расположена между адапт ом и возбудителем, а элементы упругого подвеса расположены в плоскости, перпендикулярной оси чувствительности датчика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 408219, кл. G 01 Р 15/08, 28.04.72. 2.Авторское свидетельство СССР № 392410, кл. G 01 Р 15/08, 15.12.71 (прототип).