Акселерометр

 

Использование: изобретение относится к точному приборостроению. Сущность изобретения: акселерометр содержит корпус, инерционную массу в форме шара, систему бесконтактной подвески, соединенную с цепью питания, и датчики перемещения, подключенные к электронному блоку обработки сигнала. Система бесконтактной подвески выполнена в виде набора пьезоэлектрических колец радиальной поляризации , армированных по внутреннему диаметру износостойкими кольцами и симметрично подключенных к цепи питания, состоящей из последовательно включенных фазовращателя, усилителя и генератора высокой частоты. Посередине набора пьезоэлектрических колец в вертикальной плоскости расположена первая изолирующая прокладка, при этом образуются две секции, одна из которых соединена с шиной заземления, а в другой в двух взаимно перпендикулярных радиальных направлениях расположены вторая и третья изолирующая прокладки, образуя при этом четыре элемента емкостных преобразователей. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э G 01 P 15/09

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

6 (21) 4800296/10 (22) 12.01.90 (46) 15.05.93. Бюл. N 18 1 (71) Центральный научно-исследовательский институт точного машиностроения (72) С.С.Матвеев, Е,А.Павлов, Г.И,Виткаускас и P.В.Статкявичус (73) Центральный научно-исследовательский институт точного машиностроения (56) Авторское свидетельство СССР

N. 553355551122, кл. G 01 P 15/09, 1975.

Авторское свидетельство СССР

th 298894, кл. G 01 Р 15/08, 1969. (54) АКСЕЛЕРОМЕТР (57) Использование: изобретение относится к точному приборостроению. Сущность изобретения: акселерометр содержит- корпус, инерционную массу в форме шара, систему бесконтактной подвески, соединенную с

Изобретение относится к точному приборостроению и может быть, в частности, использовано в качестве датчика в прецезионных гироскопических устройствах,.в системах навигации подвижных объектов, как метрологическое средство при измерении параметров механических колебаний (ускорение, скорость, смещение).

Цель изобретения — обеспечение возможности измерения величин ускорений по двум направлениям более простой конструкцией акселерометра .с одновременным сохранением высоких метрологических характеристик.

На фиг. 1 изображена схема устройства акселерометра, на фиг. 2 — структурная схе"ма измерений..... Ж, „1816321 АЗ цепью питания, и датчики перемещения, подключенные к электронному блоку обработки сигнала. Система бесконтактной подвески выполнена в виде набора пьезоэлектрических колец радиальной поляризации, армированных по внутреннему диаметру износостойкими кольцами и симметрично подключенных к цепи питания, состоящей из последовательно включенных фазовращателя, усилителя и генератора высокой частоты. Посередине набора пьезоэлектрических колец в вертикальной плоскости расположена первая изолирующая прокладка, при этом образуются две секции, одна из которых соединена с шиной заземления, а в другой в двух взаимно перпендикулярных радиальных направлениях расположены вторая и третья изолирующая прокладки, образуя при этом четыре элемейта емкостных преобразователей. 2 ил.

Акселерометр содержит корпус 1, инерционную массу в форме шара 2, систему бесконтактного подвеса,.которая состоит из вибропреобразователей, выполненных в виде набора пьезоэлектрических колец 3 радиальной поляризации; армированных по внутреннему диаметру иэносостойкими металлическими кольцами 4. Набор колец 3 симметрично подключен к цепи питания; состоящей из последовательно включенных усилителей 5, фазовращателя 6 и генератора высокой частоты 7, В конструкции предусмотрены изолирующие прокладки 12 и

13, причем первая изолирующая прокладка

12 расположена посередине набора пьезоэлектрических колец 3 в вертикальной плоскости, образуя две секции. одна из которых соединена с шиной заземления. В другой

1816321

4 плоскости, в двух взаимно перпендикуляр- подключенных к входам измерительных ных радиальных направлениях расположе- блоков 8. ны вторая и третья изолирующие прокладки Такое конструктивное решение емкост13; образуя при этом четыре элемента емко- ного преобразователя позволяет функциостных преобразователей С1, С2,. СЗ, С4. 5 нально использовать рабочую поверхность

Преобразователи подключены к электрон- вибронесущего газового подвеса инерционному блоку обработки сигналов, содержа- ной массы 2 акселерометра без дополнищему два измерительных блока 8, два тельных конструктивных изменений для усилителя 9, два выпрямителя 10 и генера- формирования емкостной системы сьема тор колебаний высокой частоты 11. Четыре 10 информации, выхода емкостных преобразователей С1, При наличии действующего ускорения

С2, СЗ. С4 соединены попарно через изме- происходит смещение инерционной массы рительные блоки 8 и усилители 9 к входам в форме шара 2 (чувствительного элемента) выпрямителей 10, Генератор колебаний вы- в противоположную ему сторону. С изменесокой частоты 11 подключен к входам изме- 15 нием зазора между инерционной массой 2. рительных блоков 8. и наружной сферической поверхностью лиУстройство работает следующим обра-, нейно изменяются величины сигналов 0». зом. Uy, которые пропорциональные величинам

От генератора колебаний высокой час- емкостей, т.е. С = f(X), C=f(Y), а, соответсттоты 7 через фазовращатель 6 подается уси- 20 венно, величинам действующих ускорений ленное усилителем 5 напряжение на Пхи fly. электроды пьезоэлектрических колец 3. Фа- Формула изобретения зовращатель 6 смещает фазу напряжения . Акселерометр, содержащий корпус, питания каждого пьезоэлектрического коль- инерционную массу в форме шара, систему ца 3 относительно соседнего на 2П/п, где п 25 бесконтактной подвески, соединенной с — число пьезоэлектрических колец в одном цепью питания, и датчики перемещения, вибропреобразователе, При достаточно подключенные к электронному блоку обра. большом числе пьезоэлектрических. колец ботки сигнала, отличающийся тем, (не менее 6) и фаз питающего напряжения что, с целью повышения точности измерекартина деформации в радиальном направ- 30 ний, в него введены изолирующие прокладлениипьезоэлектрическихколецЗизапрес- ки, а система бесконтактной подвески сованных по их внутреннему диаметру выполнена в виде набора пьезозлектриче. износостойких колец имеет форму синусои- ских колец радиальной поляризации, армидальной бегущей волны,. Так как соответст- рованных по. внутреннему диаметру вующие пьезоэлектрические кольца 3 35 износостойкими кольцами.и симметрично вибропреобразователя питаются парал- подключенных к цепи питания, состоящей лельно, направления движения бегущих из последовательно включенных фазовра. волн противоположны и направлены снару- щателя, усилителя и генератора высокой ча-. жи во внутрь. Это способствует нагнетанию стоты, причем первая изолирующая . газа(в нормальных условиях эксплуатации 40 прокладкарасположенапосерединенабора

-воздуха), из окружающей среды.в зазор И пьезоэлектрических колец в вертикальной между сферической поверхностью инерци; плоскости, образуя две секции; одна из коонной массы 2 и износостойкими кольцами торых соединена с шиной заземления; à а

4, что приводит к созданию между ними другой в двух взаимно перпендикулярных слоя газа повышенного давления. 45 радиальных направлениях расположены

В целях измерения пространственного вторая и третья изолирующие прокладки, смещения инерционной массы 2 в пределах образуя при этом четыре элемента емкоствеличины бокового зазора ho, используется ных преобразователей,-которые подключенабор правых колец(6тносительно эквато- ны к электронному блоку обработки риальной плоскости конструкции), который 50 сигналов, содержащему два измерительных разделенизолирующейпрокладкой12.Кро- блока, два выпрямителя,-два усилителя и ме того, этот набор колец дополнительно генератор колебаний высокой частоты, при разделен в двух взаимно перпендикуляр- этом четыре выхода емкостных преобразоных радиальных направлениях изолирую- вателей соединены попарно через измерищимипрокладками13.0бразованныетаким. 55 тельные блоки. и усилители с входами образом четыре сферические поверхности выпрямителей, атенератор колебаний высоприменяются в качестве пластин емкостно- кой частоты подключен к входам измери-. го преобразователя С1, С2, CÇ, С4 (фиг.2), тельных блоков.

1816321 фиг. „

Составитель С. Матвеев

Техред М.Моргентал Корректор Т. Вашкович

Редактор

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

Заказ 1651 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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