Акселерометр

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных и угловых ускорений подвижных объектов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей линейного акселерометра. Цель достигается тем, что акселерометр выполнен в виде пластины 1 с двумя одинаковыми симметричными П-образными прорезями 2 и двумя продольными прорезями 3. На образованных этими прорезями перемычках 14 имеются восемь профилирующих участков и расположенные над ними тензорезисторы 5-12, включенные в две мостовые схемы. При наличии проекции линейного ускорения на измерительную ось *98N и проекции углового ускорения на измерительную ось &zgr; акселерометра с соответствующих мостовых схем снимаются выходные сигналы прибора, пропорциональные соответственно линейному и угловому ускорениям объекта, на котором установлен акселерометр. Описанная совокупность признаков позволяет акселерометру измерять одновременно и линейные и угловые ускорения. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G О1 Р 15/12

ВСЕСОЮЗНДЯ

ПЩУЬ1 q «„,...ц„ БЛИСЬ ;- .,А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4181214/24-10 (22) 13.01.87 (46) 30.05.89. Бюл. № 20 (72) Ю. А. Князев, В. В. Метальников и А. Ф. Солуданова (53) 531.768 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 534694, кл. G 01 P 15/08, 1 975. (54) АКСЕЛЕРОМЕТР (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных и угловых ускорений подвижных объектов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей линейного акселерометра.

Цель достигается тем, что акселерометр выполнен в виде пластины 1 с двумя одинакоÄÄSUÄÄ 1483382 А 1

2 выми симметричными П-образными прорезями 2 и двумя продольными прорезями 3, На образованных этими прорезями перемычках 14 имеются восемь профилирующих участков и расположенные над ними тензорезисторы 5 — 12, включенные в две мостовые схемы. При наличии проекции линейного ускорения на измерительную ось q и проекции углового ускорения на измерительную ось E акселерометра с соответствующих мостовых схем снимаются выходные сигналы прибора, пропорциональные соответственно линейному и угловому ускорениям объекта, на котором установлен акселерометр. Описанная совокупность признаков позволяет акселерометру измерять одновременно и линейные и угловые ускорения. 3 ил.

1483382

Формула изобретения

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных и угловых ускорений подвижных объектов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей линейного акселерометра.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема акселерометра; на фиг. 2 — разрез

А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — схемы включения тензорезисторов.

Акселерометр содержит пластину 1 с двумя П-образными прорезями 2, двумя продольными прорезями 3 и восемью профилирующими участками 4, тензорезисторы 5—

12 и инерционную массу 13. Тензорезисторы 5 — 12 расположены на перемычках 14 над профилирующими участками 4. Жесткость перемычек определяется размерами профилирующих участков. Инерционная масса 13 состоит из двух полуцилиндров, закрепленных с двух сторон подвижной части пластины 1 между продольными прорезями.

Тензорезисторы 5 — 8 соединены в схему мостовую, в которой резисторы 5 и 8, 6 и 7 включены соответственно в противолежащие ветви моста. Тензорезисторы 9 — 12 также соединены в схему моста, в которой резисторы 9 и 11, 10, и 12 образуют противолежащие ветви.

Ось q — измерительная ось канала линейного ускорения, а ось — измерительная ось канала углового ускорения акселерометра.

Акселерометр работает следующим образом.

В исходном состоянии при отсутствии ускорения тензорезисторы не деформированы и схемы мостов сбалансированы.

При наличии проекции линейного ускорения на ось 1 прибора инерционная масса 13 получает перемещение относительно пластины 1 в направлении, перпендикулярном к ней.

При этом деформируются перемычки 14 (в наибольшей степени в области профилирующих участков 4), что приводит к пропорциональной деформации и изменениюсопротивлений тензорезисторов 5 — 12. Каждая перемычка получает S-образный изгиб, поэтому на одном профилирующем участке перемычка растягивается, а на другом сжимается, причем деформацию одного знака имеют участки под резисторами 5 и 8, б и 7, 5

9 и 12, 10 и 11. Поэтому выходной сигнал проявляется на выходе мостовой цепи, в которой указанные резисторы включены в противолежащие ветви, т. е. на выходе моста с резисторами 5 — 8.

При наличии проекции углового ускорения на ось акселерометра инерционная масса 13 получает угловое перемещение относительно пластины 1. 11ри этом также происходит S-образная деформация перемычек, деформация и изменение сопротивлений тензорезисторов. Деформацию одного знака получают участки перемычек под резисторами 5 и 7, б и 8, 9 и 11, 10 и 12. Поэтому выходной сигнал появляется на мостовой схеме, в которой указанные резисторы образуют противолежащие ветви, т. е. на мосте с резисторам и 9 — 12.

При одновременном наличии линейного и углового ускорений комбинация деформаций профилированных участков 4 приводит к появлению на выходе мостовой цепи 5 — 8 сигнала, пропорционального линейному ускорению, а на выходе цепи 9 — 12 — сигнала, пропорциональному угловому ускорению.

Предложенная комбинация прорезей в пластине дает возможность акселерометру измерять как линейные,так и угловые ускорения, и таким образом расширяет его функциональные возможности по сравнению с прототипом.

Конструкция пластины позволяет выполнить ее полностью по технологии микроэлектроники и на этой основе реализовать миниатюрный акселерометр.

Акселерометр, содержащий пластину с двумя П-образными встречно ориентированными прорезями, инерционную массу и тензорезисторы, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, П-образные прорези выполнены одинаковыми по размерам и расположены симметрично относительно инерционной массы, между инерционной массой и боковыми участками П-образных прорезей сделаны продольные прорези, а на перемычках между продольными и П-образными прорезями расположены по два профилированных участка с тензорезисторами.

1483382

9 Ф Ф Ф

Фиг. 2

Составитель Л. Трупов

Редактор Н. Горват Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Заказ 2826/43 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101