Трехосевой акселерометр


 


Владельцы патента RU 2416098:

Федеральное государственное унитарное предприятие Омский научно-исследовательский институт приборостроения (RU)

Изобретение относится к датчикам, а конкретно, к пьезоэлектрическим акселерометрам, используемым в качестве сейсмодатчиков. Трехосевой акселерометр содержит три пары пьезопластин, соединительные проводники, инерционные массы, причем инерционная масса первой пары пьезопластин общая и имеет форму прямоугольного параллелепипеда, инерционная масса второй пары пьезопластин состоит из инерционной массы первой пары пьезопластин, самих первых пьезопластин, соединенных первой прямоугольной скобой, инерционная масса пьезопластин состоит из инерционной массы вторых пьезопластин, самих вторых пьезопластин, соединенных тонкостенной прямоугольной втулкой, причем третья пара пьезопластин соединена второй прямоугольной скобой, являющейся основанием конструкции, а инерционная масса, скобы и втулка выполнены из токопроводящего материала. Технический результат - увеличение чувствительности акселерометра и уменьшение габаритов. 1 ил.

 

Изобретение относится к датчикам, а конкретно, к пьезоэлектрическим акселерометрам, используемым в качестве сейсмодатчиков.

Наиболее близким к предлагаемому является пьезоэлектрический акселерометр, имеющий три пары пьезоэлектрических пластин, соединительные проводники, инерционные массы (прототип) [1]. Пьезопластины, работающие в режиме сжатия-растяжения, в прототипе закреплены попарно на противоположных гранях параллелепипеда, соединены параллельно и обеспечивают возможность измерения виброускорения по трем взаимно перпендикулярным осям.

Такой акселерометр имеет увеличенные габариты за счет применения трех инерционных масс и параллелепипеда крепления, недостаточную чувствительность в связи с трудностью размещения трех инерционных масс большого объема.

Задача изобретения - увеличение чувствительности акселерометра и уменьшение габаритов.

Решение поставленной задачи достигается за счет того, что инерционная масса первой пары пластин общая и имеет форму прямоугольного параллелепипеда, инерционная масса второй пары пластин состоит из инерционной массы первой пары пластин, самих первых пластин, соединенных первой прямоугольной скобой, инерционная масса третьей пары пластин состоит из инерционной массы вторых пластин, самих вторых пластин, соединенных тонкостенной втулкой прямоугольного сечения, причем третья пара пластин соединена второй прямоугольной скобой, являющейся основанием конструкции.

Предлагаемая конструкция акселерометра имеет улучшенную чувствительность и уменьшенные габариты благодаря существенным отличиям от прототипа:

- инерционная масса первой пары пластин общая и имеет форму прямоугольного параллелепипеда;

- инерционная масса второй пары пластин состоит из инерционной массы первой пары пластин, самих первых пластин, соединенных первой прямоугольной скобой;

- инерционная масса третьей пары пластин состоит из инерционной массы вторых пластин, самих вторых пластин, соединенных тонкостенной втулкой прямоугольного сечения.

В отличие от прототипа для второй и третьей пары пластин инерционная масса образуется с использованием массы предыдущей пары и конструкция становится более компактной. При этом появляется возможность получения массы большего объема и пропорционального увеличения чувствительности акселерометра.

Конструкция предлагаемого акселерометра приведена на чертеже и содержит общую инерционную массу 1 первой пары пьезопластин 2, прямоугольную скобу 3, соединяющую первую пару пьезопластин, вторую пару пьезопластин 4, скрепленных тонкостенной прямоугольной втулкой 5, третьей пары пьезопластин 6, соединенных второй прямоугольной скобой 7, являющейся основанием конструкции. Пьезопластины имеют поляризацию для работы в режиме сдвига по толщине и ориентированы по трем взаимно перпендикулярным осям для регистрации ускорения. Общая инерционная масса первой пары пластин, скобы и втулка выполнены из проводящего материала и выполняют дополнительно роль соединительных проводников, к которым прикреплены токопроводящим клеем пьезопластины.

Акселерометр работает следующим образом. При воздействии ускорения в направлении поляризации «X» на инерционную массу 1 на клеммах Х появляется электрический сигнал, пропорциональный ускорению. Сигналы для регистрации ускорений по двум другим осям появляются на клеммах Y и Z соответственно.

Источники информации

1. В.Шарапов, М.Мусиенко, Е.Шарапова. Пьезоэлектрические датчики. Техносфера. Москва. 2006, с.518, патент Украины №47576. Трехкомпонентный пьезоэлектрический акселерометр, 2002, Бюл. №7 - прототип.

Трехосевой акселерометр, содержащий три пары пьезопластин, соединительные проводники, инерционные массы, отличающийся тем, что инерционная масса первой пары пьезопластин общая и имеет форму прямоугольного параллелепипеда, инерционная масса второй пары пьезопластин состоит из инерционной массы первой пары пьезопластин, самих первых пьезопластин, соединенных первой прямоугольной скобой, инерционная масса третьей пары пьезопластин состоит из инерционной массы вторых пьезопластин, самих вторых пьезопластин, соединенных тонкостенной прямоугольной втулкой, причем третья пара пьезопластин соединена второй прямоугольной скобой, являющейся основанием конструкции, а инерционная масса, скобы и втулка выполнены из токопроводящего материала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерения параметров движения, в частности к измерению акселерометрами ударных ускорений. .

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения виброускорений промышленных объектов, а также для вибрационного анализа и вибромониторинга промышленного оборудования в условиях высоких промышленных наводок и помех.

Изобретение относится к измерению параметров динамических механических величин. .

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пьезоэлектрическим акселерометрам, предназначенным для измерения вибрационных и ударных ускорений. .

Изобретение относится к устройствам для формирования сигнала пьезоэлектрического датчика для передачи по двухпроводному интерфейсу. .

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам электрических измерений неэлектрических величин, и может быть использовано для измерения виброускорений промышленных объектов.

Изобретение относится к акселерометрам, в частности к трехосевым кристаллическим акселерометрам. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при решении задач навигации, управления, гравиметрии. .

Изобретение относится к области конструирования измерительной техники, в частности к датчикам измерения параметров механических колебаний, работающим в широкой полосе частот, и может быть использовано для измерения параметров механических колебаний различных объектов в строительстве, машиностроении и т.д.

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в точном машиностроении и электронной технике

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в приборостроении и машиностроении для измерения ускорения и углового положения относительно горизонта, и в частности для коррекции положения при измерениях прецизионными датчиками давления

Изобретение относится к области измерительной техники, а более конкретно к измерительным элементам линейного ускорения

Изобретение относится к методу изготовления силового измерительного датчика из нескольких материалов

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерительным элементам линейного ускорения

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к технике высокоточных измерений, и может быть использовано для измерения перемещений и вибраций

Изобретение относится к приборостроению, а именно к акселерометрам

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения пиковых ударных ускорений. Пьезоэлектрический датчик ударного ускорения содержит корпус, во внутренней полости которого закреплена опора, имеющая выступы в средней части, равноудаленные от сторон корпуса, на каждом из которых закреплены при помощи промежуточного клеевого слоя пьезоэлемент и инерционная масса. Клеевой слой содержит клей, каучук и калиброванные проводящие частицы, а геометрический центр опоры совпадает с геометрическим центром корпуса. В клеевой слой введен графит, содержание которого не превышает 10%, а калиброванные частицы выполнены размером 20-80 мкм, при этом содержание каучука в клеевом слое составляет не менее 60%. Техническим результатом изобретения является увеличение коэффициента преобразования и демпфирующих свойств датчика. 3 ил.
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к технике измерения параметров удара на стендах и может быть использовано при исследовании ударного взаимодействия тел. Устройство для измерения продолжительности удара, содержит корпус, элемент коммутации, генератор и блок индикации, снабжено преобразователем длительности импульсов генератора в цифровой код, схемой, осуществляющей передачу импульсов с генератора на счетчик импульсов при замыкании контактов проводника, счетчиком импульсов, преобразователем импульсов в цифровой код и вычислительным блоком, корпус выполнен виде цилиндрической втулки, внутри которой расположен подпружиненный в осевом направлении шток с бойком с возможностью ударного взаимодействия его с соударяемым телом, расположенным на металлическом основании, при этом на свободном конце штока закреплен проводник, соединенный с одним из входов схемы, осуществляющей передачу импульсов с генератора на счетчик импульсов, на металлическом основании также закреплен проводник, соединенный с другим входом схемы, осуществляющей передачу импульсов с генератора на счетчик импульсов. Полученный при ударе бойка электрический импульсный сигнал поступает в электронный блок, преобразуется в цифровой код и определяется длительность удара, как произведение количества импульсов и общее время импульсов, которое показывается на цифровом индикаторе блока индикации. Технический результат заключается в повышении точности определения продолжительности удара и определения с высокой степенью точности развитие ускорений, сил в любой момент времени развития кратковременного ударного процесса. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к измерению параметров механических колебаний в широкой полосе частот. Изобретение может быть использовано для измерения волновых параметров механических колебаний различных объектов в строительстве, машиностроении, акустике и т.д. Предлагаемый способ приема и преобразования вектора механических колебаний осуществляется с помощью 3D-приемника в виде трехгранной равносторонней пирамиды с гранями, равнонаклоненными к основанию пирамиды под заданными углами φ, а съемные приемные узлы (вибропакетники) располагаются в центре каждой грани в определенной точке ее оси симметрии, что дает возможность совместить пространственно, физически и электрически информацию о компонентах вектора в измерительной точке и позволяет достоверно измерять вектор механических колебаний. Технический результат - создание способа и 3D-приемника приема и синхронного тензорного преобразования компонентов измеряемых механических колебаний во всем диапазоне диагностических параметров объекта с высокой достоверностью. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх