Электростатический акселерометр

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1811612 А3 (я)5 6 01 Р 15/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

0 (21) 4924694/10 (22) 03.04.91 (46) 23.04,93. Бюл. ¹ 15 (71) Научно-исследовательский институт физических измерений (72) Ю.M.Малкин, А.А.Папко, В.Н.Колганов, .А.H.Ëþáåçíîâ и С.Н. Вяткин (73) Научно-исследовательский институт физических измерений (56) Патент CIIIA № 4679434, кл. 601 P 15/02, 1987.

Патент США № 4553436, кл. 601 Р 15/12, 1985. (54) ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ АКСЕЛЕРОМЕТР (57) Использование: относится к измерительной технике и может быть использовано

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

Цель изобретения — повышение точности измерения и надежности за счет умень.шения механических напряжений в упругих перемычках.

На фиг, 1-4 представлены варианты конструкции электростатического акселе,/Ро.метра.

Электростатический акселерометр со-. держит две стеклянные пластины 1 с напыленными на них обкладками и токоподводами к ним, инерционный элемент 2 иэ кремния, расположенный между стеклянными пластинами 1, состоящий из для измерения ускорений подвижных объ: ектов. Сущность изобретения, устройство содержит: 2 стеклянные пластины, упругий элемент, состоящий из опорного элемента и подвижной пластины, упругие перемычки, пазы, утонения, емкостной датчик положения, электростатический обратный преобразователь, электронный усилитель образуют контур обратной связи. На верхней и нижней сторонах опорного элемента в местах соединения с ним упругих перемычек выполнены пазы, а вдоль боковой грани подвижной пластины и вдоль внутренней боковой грани опорного элемента, с которыми соединяются упругие перемычки, выполнены утонения, расположенные в одной плоскости с упругими перемычками и имеющие одинаковую с ними толщину. 4 ил, !

QQ опорного элемента 3 и подвижной пластины

4, соединенной с опорным элементом 3 упругими перемычками 5, пазы 6, выполненные на опорном элементе 3 в местах соединения с ним упругих перемычек 5 с двух сторон, утонения 7 толщиной, равной ) толщине упругих перемычек 5, выполненные по внутренней стороне боковой грани опорного элемента 3 и боковой грани подвижной пластины 4, которые соединены упругими перемычками 5.

Кроме описанных узлов и деталей акселерометр имеет емкостной датчик положения, электростатический обратный преобразователь, электронный усилитель.

Эти узлы образуют контур обратной связи акселе рометра

1811612

Акселерометр работает следующим об- их соединения с опорным элементом 3 и разом. подвижной пластиной 4, т.к, они соединены

При действии вдоль оси чувствительно- с последними по всей длине стороны через сти измеряемого ускорения подвижная пла- утонения 7. стина 4 упругого элемента 2 отклоняется в 5 Электростатический акселерометр посторону, противоположную направлению зволяет повысить точность измерения и наускорения. Подвижная пластина 4 и обклад- дежность за счет уменьшения механических ки на стеклянных пластинах 1 образуют напряжений на упругих перемычках. дифференциальный конденсатор, измене- Формула изобретения . ние емкости которого преобразуется в алек- 1О Электростатический акселерометр, сотрический сигнал и усиливается. Кроме того, . держащий две стеклянные пластины с напыэти же элементы образуют обратный элект- ленными на них обкладками и ростатический преобразователь. Напряже- токоподводами к ним, упругий элемент из ние, пропорциональное измеряемому кремния,.расположенный междустеклянныускорению, подается на обкладки стеклян- 15 ми пластинами, состоящий из опорного эленых пластин 1, создавая тем самым усилие, мента и соединенной с ним упругими стремящееся вернуть подвижную пластину перемычками подвижной пластины, о т л и4 в нейтральное положение, Выходной сиг-. ч а ю шийся тем, что, с целью повышения нал акселерометра пропорционален разно- точности и надежности за счет уменьшения сти действующих на подвижную пластину 4 2О. механических напряжений на упругих переусилий от измеряемого ускорения и обрат- мычках, на верхней и нижней сторонах ногоэлектростатического преобразователя. опорного элемента в местах соединения с

При соединении стеклянных пластин 1 о уп- ним упругих перемычек выполнены пазы, а ругим элементом 2 контактные напряжения, вдоль боковой грани подвижной пластины и возникающие на опорном элементе 3 не пе- 25 вдоль внутренней боковой грани опорного редаются упругим перемычкам 5 благодаря элемента,-с которыми соединяются упругие пазамбнаопорномэлементеЗ.Утонения7, перемычки, выполнены утонения; располотолщина которых равна толщине упругих женные в одной плоскости с упругими переперемычек5,йсключаютконцентраторына- мычками и имеющие одинаковую с ними пряжений на упругих перемычках 5 в местах О толщину.

1811612

Составитель

Техред M.Ìîðãåíòàë!

Корректор М.Керецман

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101, Заказ 1467 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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