Датчик ускорения смыслова

 

Использование; датчик предназначен для измерения линейных или угловых ускорений . Сущность изобретения: в датчике в корпусе закреплен контактный элемент в виде консоли, которая, изгибаясь под действием инерционного элемента в зависимости от ускорения а, закорачивает соответствующую часть резистивного элемента в виде дорожки, закрепленной через изолирующую подложку на основе, вплоть до полного /закорачивания при номинальном ускорении . При противоположном направлении ускорения консоль закорачивает дорожку. 4 ИЛ. - ;-. ;; V v ... ; , ..-. . ; . .

«., ЯЫ „1810830А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлистических

РЕСПУБЛИК (si)s 6 01 P 15/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 2 (21)4S14837/10, (57) Использование: датчик предназначен (22) 17,04.90 . для измерейия линейных или угловых уско: 46) 23;04. 93. Бюл. М 15 .рений. Сущность изобретения: в датчике в

--..1},Научно-производственноеобъединение корпусе закреплен контактный элемент в по.автоэлектронике и автотракторному аиде консоли, которая, изгибаясь поддейстэлектрооборудованию .. вием инерционного элемента в зависимости (72) И,И,Смыслов . от ускорения "а"; закорачивает соответству: (56) Авторское свидетельство СССР ющую часть.резистивного элемента в виде

N. 534694, кл. 6 01 Р 15/08, 1977. дорожки„закрепленной через изолируюАвторское свидетельство СССР . . "-: : щую подложку на основе,. вплоть до полного

Ь 114133, кл, 6 01 Р 15/12, 1957.,;::закорачивания при .номинальном. ускореПатент США й. 3096656,.кл. 6 01 Р: нии. При противоположном направлении. .. 15/08, 1963. . ускорения консоль закорачивает дорожку. 4 (54) ДАТЧИК УСКОРЕНИЯ СМЫСЛОВА: . ил.

Изобретение относится к измеритель.ной технике; точнее к датчикам для измерения линейного и,угловога ускорения на основе использования сил инерции с преобразованием их в электрическую величину путем изменения электрического сопротивления переменного резистора с закорачиванием резистивного элемента.

Целью и зоб ретен йя я вл я ется устранение недостатков, т.е, повышение

f . точности благодаря устранению ступенчатого изменения сопротивления, гистерезиса, релаксации, старения, незначительной деформации при конструктивно-технологическом уп рощении датчика бла года ря устранению намотанного резисторного элемента и шара, а также увеличение срока службы благодаря отсутствию временной погрешности.

На фиг. 1 показан вариант датчика ли- . нейного ускорения в плоскости наибольшей гибкости упруго-контактного элемента; на фиг.2-то же„вйд сбоку, продольный разрез; 3 на фиг. 3 — схема варианта датчика углового ускорения; на фиг, 4: — принципиальная электрическая схема датчика..

В корпусе 1 закреплен конец упругоконтактного элемента в виде плоской кон- 2 сольной балочки (консоли) 2 из бериллиевой бронзы, на свободном конце которой закреплен инерционйый элемент в виде шарика 3, например, из вольфрама, поэтому консоль 2 выполняет функцию упругого элемента, По обе стороны консоли 2 закрепле- С ны на корпусе 1 металлические основы 4, Со выпуклые к консоли 2 в плоскости ее наи- (д большей гибкости, т,е. плоскости, в которой С) лежит продольная ось консоли 2 и которая перпендикулярна широкой стороне консоли

2. На выпуклой поверхности основы 4, абра° Ъ щенной к консоли 2, выполнено, например, напылено, прочное пиэлектриковое покрытие, например, окись алюминия., служащее подложкой 5 для резистивного элемента, 1810830 выполненного в виде дорожки 6 из резистивного материала, нанесенного, например, по толстопленочной технологии (толщины подложки 5 и дорожки 6 на фигурах преувеличены). При ускорении консоль

2 изгибается и закорачивает часть дорожки

6, выполняя функцию контактного элемента, Дорожка 6 непрерывная, гладкая, продольный профиль имеет форму, обеспечивающую заданную зависимость сигнала датчика от ускорения. Этот профиль определен профилем основы 4 под дорожкой 6, поскольку подложка 5 и дорожка 6 тонки и каждая из них имеет равную толщину. Комель консоли 2 находится в контакте с началами дорожек. 6, а от концов дорожек 6 отходят металлические выводы 7(например. напыленные, толщина преувеличена) на другие стороны основ 4 по подложкам 5 для подсоединения к измерительной цепи известным образом, например, в виде полумостовой схемы. Контактные поверхности начал выводов 7 от концов дорожек 6 выполнены не выступающими над заданным профилем контактной поверхности дорожек 6.

В нижней час и основ 4 выполнены упругие демпфирующие упоры 8 для смягчения ударов шарика 3 по основам приударных I. перегрузках датчика. Линия действия измеряемого ускорения."ам находится на прямой, проходящей перпендикулярно широкой стороне консоли 2 в ее плоскости симметрии и в плоскости крепления корпуса 1 к измеряемому обьекту(показана стрелкой иа"). Датчик может быть установлен при любом угле консоли 2 к горизонту, но положение, показанное на фиг. 1, — лучшее, ибо в этом случае практически нет погрешности от ускорения силы тяжести, На основе известных конструктивных решений может быть выполнен датчик угловых ускорений: для этого, например, два описанных датчика линейных ускорений следует закрепить на переходник 9 (с отверстием 10 для крепления на конце вращающегося вала) шариками . 3 . в противополо>кные стороны, а дорожки 6 включить в мост так, чтобы только при одновременном изгибе консолей 2 по (или ïðîтив) часовой стрелке приращения сопротивлений в соседних плечах 6 имели противоположные знаки, Варианты конструкции (детали, не имеющие номеров позиций в тексте, на фигурах не показаны, ибо они понятны на основе вышеизложенного). Форма выпуклой поверхности основы 4 может быть рассчитана

I1o формулам сопромата в зависимости от формы консоли 2.

55 без ступенек.

Формула изобретения

Датчик ускорения, содержащий корпус, закрепленную на нем основу с резистивным элементом и упругий контактный элемент, скрепленный с инерционным элементом,. отличающийся тем, что, с целью повышения точности при конструктивнотехнологическом упрощении и увеличений срока службы, контактный элемейт выполнен в виде консоли, закрепленной.в корпусе, по крайней мере одна поверхность основы, обращенная к консоли, выполнена выпуклой s плоскости наибольшей гибкости консоли, а резистиенна элемент реслолоОснова 4 может быть выполнена из диэлектрика, тогда подло>кка 5 не нужна.

Профиль выпуклой поверхности основы 4, толщина, ширина и удельное сопротивление дорожки 6 могут изменяться вдоль дорожки 6, как и толщина подложки 5 и толщина и ширина консоли 2, для получения нужной зависимости сигнала датчика от ускорения. Контактный элемент 2 может иметь различную форму, однако консоль предпочтительна, ибо она имеет наиболь-. шую деформацию при прочих равных усло виях, что особенно важно при измерении небольших ускорений. Датчик может иметь одну основу 4, если надо измерять ускорения, направленные в одну сторону (одного знака), например; по стрелке "а", тогда левая основа 4 ненужна. Но и с одной основой

4 можно измерять ускорения в обе стороны, для этого консоль должна иметь предварительный изгиб; рбеспкечивающий границу контакта на середине дорожки 6 при нулевом ускорении, или консоль 2: должна быть изогнута до такого же положения дополнительной пружиной, действующей на шарик.

4. Консоль 2 может быть электрически изолирована от корпуса 1.

Датчик работает следующим образом.

Исходное положение показано на фиг.

1. Мост (фиг. 4) уравновешен. При появлении ускорения "аи корпус 1 с основами 4 движется по стрелке "а", но шарик 3 стремится сохранить свое положение, поэтому изогнет консоль 2 вправо, и граница закороченного участка дорожки 6 опустится, тл. сопротивление плеча 6п моста (фиг. 3) уменьшится. в диагонали моста появится сигнал, однозначно зависящий от ускоренияз При уменьшении ускорения процесс пойдет в обратном направлении. При изменении знака ускорения то же самое произойдет на дорожке Gn. Дорожка 6 гладкая, консоль 2 — тоже, поэтому граница пятна контакта будет. двигаться без скачков, в связи с чем характеристика датчика — плавнаяе l 810830

Составитель Т,Макарова

Техред М.Моргентал Корректор И.Шулла

Редактор Г.Бельская

Заказ 1443 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно- издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 жен нэ выпуклой поверхности основы в виде непрерывной гладкой дорожки, один конец которой прижат к комлю консоли. а к другому присоединен металлический вывод, толщина которого меньше толщины дорожки.