Датчик ускорений Советский патент 1981 года по МПК G01P15/08 

I

Изобретение относится к измерению параметров движения, в MacTHOctn к датчикам ускорений для измерения низкочастотных механических колебаний.

Известные датчики ускорений, в которых изменение длины пути распространения поверхностной упругой волныпреобразуется в частоту или временной интервал, имеют относительно низкую чувствительность вследствие малых изменений длины пути при деформации подвеса инерционной массы l .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является устройство, содержащее две закрепленные в корпусе параллельно друг другу пьезопластинки с преобразователями поверхностных упругих волн на каждой и с жидкостной кой на обращенных друг к другу поверхностях, цилиндрическую инерционную массу с диэлектрическим покрытием и поглотителем поверхностных упругих волн вдоль образующей цилиндра, закрепленную в корпусе на упругих соосных пластинах . Для повышения точности измерения ускорений инерционная масса снабжена дополнительным поглотителем и двумя преобразователями, расположенными на противоположных сторонах цилиндра, причем их оси симметрии лежат в плоскости симметрии датчика, а поглоти10тели установлены напротив друг друга по разные стороны относительно этой плоскости.

На фиг. 1 и 2 представлена упрощенная конструктивная схема датчика

IS ускорений.

Датчик вибрации состоит из инерционной массы 1 с диэлектрическим покрытием 2 боковой поверхности, выполненным в виде стеклянной трубки,

м пленочных преобразователей поверхностных упругих волн 3 и i, нанесенных на диэлектрическое покрытие 2; упругого подвеса 5 в виде соосных рластин; корпуса 6, в котором крепится упругий подвес 5 с инерционной массой 1 и элементами которого являются внутренняя рама 7, основание 8 корпуса, крышка 9; пьезоэлектрических пластин 10 и 11 с нанесенными на них преобразователями поверхностных упругих волн 12, 13 и слоем жидкости 1 (вакуумное масло ВМ-1) на обращенных друг другу поверхностях; выводов датчика 15, 16, 17 и 18; поглотителей поверхностных упругих волн 19, два из которых располагаются вдоль образующей.инерционной массы 1 и диэлектрического покрытия 2 и выполнены из эпоксидной смолы с на полнителем. Преобразователи поверхностных упругих волн 3 и 4 наносятся на трубчатое диэлектрическое покрытие 2 параллельно друг другу, а их оси симметрии лежат в плоскости симметрии датчика. Поглотители поверхностных упругих волн 19 наносятся вдоль образующей трубчатого диэлектрического покрытия 2 по разные стороны относительно плоскости симметрии датчика. Для этого на указанных участках поверхности диэлектрического покрытия 2 выполняются канавки, которые запол няются поглотителем 19. Датчик вибрации работает следующи образом. Возбужденные преобразователями, например и 3 поверхностные упругие волны распространяются по поверх ности диэлектрического покрытия 2 и в зонах акустического контакта с пье зопластинками 10 и 11 происходит пре вращение поверхностной упругой волны в слоевую объемную и обратно. Возбужденные на поверхностях пьезопластинок 10 и 11 поверхностные упругие волны принимаются и преобразуются в электрический сигнал приемными преобразователями соответственно 12 и 13. При смещении инерционной массы относительно исходного положения, вы званном действием сил инерции, изменяется положение зон акустического контакта, что в свою очередь связано с изменением временного запаздывания возбужденных,поверхностных волн. Поглотители 19, установленные на инерционной массе, осуществляют акустичесую развязку двух перестраиваемых звукопроводов. Разность времени запаздывания в звукопроводах с преоб5 . 4 разователями 3, 13 и , 12 является :мерой измеряемого ускорения. Конструкция датчика ускорений позволяет существенно уменьшить временное запаздывание, вызванное дестабилизирующим влиянием температуры. Так временное запаздывание а звукопроводах с преобразователями 3, 13 и , преобразователями i, 12 можно выра зить соответственно как ,, At; +ДГ П, 3 -%ОСТ,, где t/fioQ-j- постоянная величина временного запаздывания в исходном положении инерционной массы, ТУ пост посТ2 т текущее изменение временного запаздывания при смещении инерционной массы относительно исходного положения под действием сил инерции, AC-j- /AtX-T-, . /ЛС-j;, I ; дСГ,о,, - изменение временного запаздывания при действии дестабилизирующего фактора - температуры. Вычитая из выражения (1) выражение (2), получим ъ.- ъ - ъ-- Вносимое затухание при указанном построении звукопровода оценивается в каждой из половин датчика для пьезопластин из кварца У -среза величиной не более 30 дБ, что позволяет использовать датчик в непрерывном режиме работы. Формула изобретения Датчик ускорений, содержащий две закрепленные в корпусе параллельно друг другу пьезопластинки с преобразователями поверхностных упругих волн на каждой и с жидкостной пленкой на обращенных друг другу поверхностях, цилиндрическую инерционную массу с диэлектрическим покрытием и поглотителем поверхностных упругих волн вдоль образующей цилиндра, закрепленную в корпусе на упругих соосных пластинах, отличающийся тем, что., с целью повышения томности измерения ускорений, инерционная масса снабжена дополнительным поглотителем и двумя преобразователями, расположенными на плотивоположных сторонах цилиндра, причем их оси симметрии лежат в плоскости симметрии дат5888oi 5i

чика, a поглотители установлены на-, 1. Патент США № , против друг друга по разные стороны кд. G 01 Р 15/00, опублик. 1975j. относительно этой плоскости.2. Авторское свидетельство СССР

Источники информации,по заявке ,ЬР 2653528, кл. G 01 Р 15/08,

принятые во внимание при экспертизе. j 1978 (прототип).

Из 9 II I

В

Фи.г.1