Устройство для измерения угловых ускорений Больших,Гречинского и Клочко Советский патент 1982 года по МПК G01P15/09 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ УСКОРЕНИЙ БОЛЬШИХ, ГРЕМИНСКОГО И КЛОЧКО

1

Изобретение относится к измерению параметров движения, в частности к пьезоэлектрическим измерителям угловых ускорений.

Известны измерители угловых ускорейий с пьезоэлектрическими преобразователями tl и 2 3

Однако такие устройства относительно сложны и имеют ограниченные функциональные возможности.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является, устройство, содер жащее установленные по периметру между основанием и грузом пакеты пьезоэлементов 3j.

Недостатком устройства являются огра ничейные функциональные возможности при измерении угловых ускорений, обуслов ленные однокана ьностью схемы подклзочения пьезоэлементов.

Цель изобретения - расширение функ циональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено дифференциальными усилителями, число которых равно чисяу пакетов пьезоэлементов, а входы

J каждого усилителя соединены со средними выводами пар пьезоэлементов соседних между собой пакетов пьезоэлементов с одноименной поляризацией.

На фиг. i представлена конструкти 10 ная схема устройства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - электрическая схема устройства.

Груз 1 (фиг. 1) установлен на пьезо элементах 2, размещенных на основании

15 3. Предварительное упругое поджатие пьезоэлементов 2 осуществляется посредством шпильки 4с шайбой 5 и гайкой 6. Пьезоэлементы 2 объединены в три группы пакетов пьезоэлементов 7, 8

20 и 9, связанные со схемой подключени1я пьезоэлементов, состоящий из соответствующих дифференциальных усилителей 10,11 и 12 (фиг. 3). Входы каждого дифференциального усилителя соединены со средними выводами 13,14 и 15 пар пакетов пьезоэлементов соседних между собой пакетов е одноименной поляризацией. Устройство для измерения угловых ускорения работает следующим образом. Если датчику сообщается ускорение, направленное вдоль его главной оси О-О то на пьезоэлементы в каждом пакете действуют составляющие силы, в сумме равные инерционной силе от движения груза 1, направленной вдоль оси О-Ю. Однако, поскольку на средних выводах пар пьезоэлементов в 9TC«vi случае возникают сигналы одной полярности, они компенсируются на дифференцдальных усилителях 10,11 и 12 и на их выходах сигналы отсутствуют. Сигналы на выхода дифференциальных усилителей 1О,11 и12 также отсутствуют и в том случае, если датчику сообщенЬ боковые ускорения. Если датчику сообщается ускорение при крутильных колебаниях вокруг какойлибо оси, лежащей в плоскости пьезоэлементов, например вокруг оси X, У или X (фиг. 2), то на средних выводах пар пьезоэлементов возникают сигналы разной полярности, которые суммируются и усиливаются дифференциальными усилит лями, и на их выходах возникают сигналы пропорциональные ускорению при крутильных колебаниях, вокруг оси Х,У или соответственно В том случае, если датчику сообщается ускорение при крутильных колебаниях вокруг какой-либо оси, направленной под углом к осям Х,У-или 2, но лежащей в одной с ними плоскости, то на средних выводах пар пьезоэлементов опять возш кают сигналы разной полярности, которые также суммируются и усиливаются дифференциальными усилителями, и на их выхо дах возникают сигналы , пропорциональные соответствующим ускорениям. По величине сигналов с выходом дифференциальных усилителей (поскольку для конкретного датчика известно расположение групп пьезоэлементов) всегда можно определить направление оси, вокруг которой происходят крутильные колебания датчика, и действующее ускорение. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает измерение ускорений при крутильшлх колебаниях по двум направлениям, и в сигнале, пропорциональном измеряемому ускорению, Morjrr отсутствовать составляющие от ускорений при линейнь1х колебаниях. Формула изобретения Устройство для измерения угловых ускорений, содержащее установленные по периметру между оснсжанием и грузом пакеты пьезоэлеме нтов, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено дифференциальными усилителями, число которых равно числу пакетов пьезоэлементов, а входы каждого усилителя соединены со средними выводами пар пьезоэлементов соседних между собой пакетов пьезоэлементов с одноименной поляризацией. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3789935, кл. G О1 Р 15/ОО, 05.02.74. 2.Патент США № 3147391, кл, G 01 Р 15/09, 27.03.61. - 3. Авторское свидетельство СССР №.446778, кл. Q 01 6 1/16, 14.06.71 (прототип).