Способ и 3d-приемник измерения вектора механических колебаний



Способ и 3d-приемник измерения вектора механических колебаний
Способ и 3d-приемник измерения вектора механических колебаний
Способ и 3d-приемник измерения вектора механических колебаний
Способ и 3d-приемник измерения вектора механических колебаний
Способ и 3d-приемник измерения вектора механических колебаний
Способ и 3d-приемник измерения вектора механических колебаний

 


Владельцы патента RU 2530479:

ЭДВАНСТ ВЕКТОР АНАЛИТИКС СиАйЭй, (LV)

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.

 

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

Известно, что для измерения параметров механических колебаний в настоящее время существуют различные способы преобразования определяемого параметра в измеряемый сигнал различной физической природы (электрический, оптический и т.д.). Чаще других для измерения механических колебаний используются однокомпонентные (с одним чувствительным элементом) пьезоэлектрические датчики, измеряющие проекцию вектора колебательного ускорения на измерительную ось датчика. Для того чтобы измерить величину и направление вектора колебательного ускорения, используют 2 или 3 чувствительных элемента, объединенных в одном корпусе. Два чувствительных элемента позволяют определить направление вектора колебательного ускорения в плоскости, а три чувствительных элемента в трех ортогональных направлениях позволяют определить величину и направление вектора в пространстве.

Для ответственных измерений получили распространение «трехкомпонентные» вибропреобразователи, представляющие собой конструкцию из трех ортогонально ориентированных однокомпонентных (моноскопических или скалярных) датчиков в общем корпусе («3 в 1»). При таком инженерном решении чувствительные элементы датчиков, строго говоря, пространственно, физически и электрически разнесены и измеряемые ими компоненты вектора могут иметь существенные фазовые рассогласования относительно измеряемых параметров. Помимо вносимых фазовых рассогласований пьезокристаллы однокомпонентных датчиков имеют свою технологически обусловленную матрицу тензорного преобразования, придающую каждому датчику индивидуальные параметры поперечной чувствительности. Поэтому измерения трех однокомпонентных датчиков, размещенных в общем корпусе, нельзя отождествлять с проекциями вектора виброускорения, так как они вносят искажения в величину и направление вектора измеряемых колебаний. Для временного согласования (синхронизации) измеряемых компонентов вектора производители встраивают в трехканальные датчики интегральные схемы кондиционирования типа ICP/ISOTRON.

На информативность метрологической схемы трехкомпонентного датчика, состоящего из трех однокомпонентных датчиков, также влияет точность ортогонального расположения измерительных осей однокомпонентных датчиков в общем корпусе.

Волна измеряемого пространственного колебания в измерительной точке передается на датчик «3 в 1», измерительная ось Z которого перпендикулярна основанию корпуса, через преобразование «растяжение - сжатие», а на два других датчика, измерительные оси X и Y которых параллельны основанию корпуса, через преобразование «сдвига». Физика этих процессов существенно отличается не только линейными коэффициентами тензорной матрицы преобразования, что можно учесть подстройкой коэффициентов усиления, но и разницей резонансных частот нормальных (продольных) и касательных (поперечных) деформаций общего корпуса.

Продольные и поперечные резонансы связаны соотношением:

f(рез.попер.)=f(рез.y)=f(рез.x)=(1/3)f(peз.z)=(1/3)f(рез.прод.)

В метрологии принято, что линейный диапазон рабочих частот находится в пределах 0.7 относительно наименьшей резонансной частоты, в рассматриваемом случае, относительно f (рез. попер). Следовательно, диапазон рабочих частот такого датчика по осям X и Y будет составлять около 20% от диапазона рабочих частот по оси Z. Таким образом, резонансные свойства передаточной среды по ортогональным осям являются ограничительным обстоятельством при определении частотной области достоверных измерений векторных диагностических параметров.

Известен патент №2229136 RU на трехкомпонентный виброаксельрометр с одним чувствительным элементом. В этом устройстве одна измерительная компонента (Z) из трех ортогональных определяется путем физического преобразования «растяжения -сжатия», а две другие (X и Y) путем преобразования «сдвига» в чувствительном элементе. Вследствие существенного различия резонансных частот процессов «растяжения - сжатия» (f рез.z=25-28 кГц) и резонансных частот «сдвиговых» процессов (f рез.x,y=6-8 кГц), возможность их применения для достоверной реконструкции векторных диагностических параметров ограничена частотами 3-4 кГц.

Таким образом, датчики по патенту №2229136 RU вместо объявленного частотного диапазона 10 Гц-15 кГц фактически реализуют векторные свойства в пределах до 3 кГц (20% от заявленного диапазона). Преимуществом разработки по патенту №2229236 RU является синхронность электрического преобразования (измерения) компонентов в виде одновременного измерения во времени проекций вектора на измерительные оси чувствительного элемента датчика. Однако, вследствие того, что сдвиговая плоскость смещена относительно измерительной точки объекта на величину, соизмеримую с размером чувствительного элемента, с измерительной точкой совмещается только измерительная ось Z («растяжение - сжатие»), а «сдвиговые» оси - X и У физически и пространственно разнесены с измерительной точкой. Кроме этого, нетехнологичная система несимметрично позиционированного съема заряда приводит к низкой повторяемости характеристик датчика.

Наиболее близким аналогом предлагаемого способа точного измерения вектора механических колебаний является метод, описанный в патенте №2383025 RU. В этом патенте предложено устройство, которое содержит три чувствительных элемента в виде пьезоэлектрических или биморфных пластин, консольно жестко закрепленных на общем корпусе, который выполнен в форме трехгранной пирамиды с тремя ортогональными плоскостями. С помощью трех чувствительных элементов, расположенных близко к измерительной точке, вектор колебательного ускорения раскладывается на три ортогональные компоненты, измерение которых позволяет получить значение и направление измеряемого вектора.

Предлагаемое изобретение решает техническую задачу по созданию способа и 3D-приемника совмещенного приема и системного преобразования компонентов измеряемых механических колебаний во всем диапазоне диагностических параметров объекта, который реализует все основные требования к достоверности измерения компонентов вектора.

Техническое решение поставленной задачи заключается в том, что электрические сигналы снимаются с чувствительных элементов 3D-приемника механических колебаний, расположенных на плоскостях корпуса, образующих трехгранную равностороннюю пирамиду с равнонаклоненными к основанию корпуса гранями. В центре каждой грани в определенной точке ее оси симметрии размещается вибропакетник, являющийся узлом приема, преобразования и съема спектра измеряемых колебаний. Измерительные оси каждого из трех вибропакетников перпендикулярны плоскости своей грани и пересекаются в центре основания пирамиды, совпадающем с измерительной точкой приемника. Происходит физически и электрически связанное синхронное преобразование пространственных колебаний в направлении трех пространственно связанных измерительных осей. Особенностью метода является использование в метрологической схеме вибропакетников однотипного физико-механического преобразования «растяжения-сжатия», что при симметрично-круговом расположении измерительных осей относительно точки крепления 3D-приемника позволяет выполнить системные требования векторно-фазовых измерений.

Каждый вибропакетник реализует 1D-линейное прецизионное вибропреобразование с коэффициентами тензорной матрицы при низкой поперечной чувствительности приемных элементов. Предварительная селекция чувствительных элементов вибропакетников позволяет обеспечить высокую повторяемость технических характеристик в целом и улучшить технологичность производства. Автономное изготовление вибропекетников в виде функциональных узлов не требует последующей наладки, существенно упрощая процедуру общей сборки 3D-приемника. Три «измеряемые пирамидой» связанные пространством и временем проекции вектора можно аффинно преобразовать в три проекции вектора в декартовой системе координат объекта мониторинга.

Техническим результатом осуществления изобретения является создание способа и 3D-приемника приема и синхронного тензорного преобразования компонентов измеряемых механических колебаний во всем диапазоне диагностических параметров объекта. Способ реализует все основные требования к достоверности измерения компонентов вектора колебаний:

а) измеряемые компоненты связаны пространственно вследствие конструктивно симметрично-кругового пересечения измерительных осей вибропакетников в общей точке основания изотропного корпуса приемника;

б) измеряемые компоненты связаны физически вследствие совпадения общей точки пересечения осей вибропакетников с измерительной точкой крепления приемника на контурной поверхности объекта мониторинга;

в) измеряемые компоненты связаны электрически вследствие симметричного равноудаления вибропакетников от точки измерения и синхронно преобразующих фронты колебаний в заряды для последующего построения диагностических параметров в векторной форме;

г) измерения компонентов являются согласованными по резонансным характеристикам вследствие использования в метрологической схеме вибропакетников однотипного физико-механического преобразования «растяжения - сжатия»;

д) 3D-приемник и его метрологическая схема являются технологичными вследствие возможности обеспечения высокой повторяемости технических характеристик вибропакетников.

Из сравнения аналога и предлагаемого способа следует, что общими существенными признаками являются:

прием и преобразование проекций вектора измеряемых колебаний с помощью трех однотипных приемников механических колебаний, расположенных на ортогональных плоскостях, образующих трехгранную равностороннюю пирамиду с равнонаклоненными к основанию гранями,

а отличительные существенные признаки заключаются в том, что предлагаемый способ приема и преобразования компонентов вектора механических колебаний осуществляется с помощью трех однотипных приемников механических колебаний, расположенных на плоскостях, образующих трехгранную равностороннюю пирамиду с равнонаклоненными к основанию пирамиды под заданными углами φ гранями, а съемные приемные узлы (вибропакетники) располагаются в центре каждой грани в определенной точке ее оси симметрии, при этом измерительные оси вибропакетников пересекаются в общей измерительной точке в центре основания 3D-приемника, что позволяет совместить пространственно, физически и электрически информацию о компонентах вектора и позволяет достоверно измерять вектор механических колебаний в измерительной точке.

Предлагаемое изобретение обладает новизной, так как заявители не нашли подтверждения применения такого же способа и устройства по такому же назначению.

Заявителям не известны технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявляемого способа и устройства, поэтому мы считаем, что техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень».

Заявляемое изобретение может широко использоваться для измерения параметров механических колебаний различных объектов в строительстве, машиностроении, акустике и т.п., поэтому данное изобретение соответствует критерию «промышленная применимость».

Изобретение иллюстрируется чертежами на фиг.1, 2, где схематично изображен 3D-приемник, реализующий способ точного синхронного определения 3-х компонентов вектора механических колебаний.

На фиг. 1 - Вид сверху на 3D-приемник, реализующий предлагаемый способ.

| A x y i 2 = A x i 2 + A y i 2 A x i = A x y i C o s β i A y i = A x y i S i n β i A x i = N x i T x i A y i = N y i + T y i A x y i 2 = N x y i 2 + T x y i 2 N x y i 2 = N x i 2 + N y i 2 T x y i 2 = T x i 2 + T y i 2 N x i = N x y i C o s α i N y i = N x y i S i n α i

T x i = T x y i S i n α i T y i = T x y i C o s α i A i 2 = A x y i 2 + A z i 2 O ( X , Y , Z )

На фиг.2 - Вид сбоку на 3D-приемник, реализующий предлагаемый способ.

| A x z i 2 = A x i 2 + A z i 2 A x i = A x z i C o s δ i A z i = A x z i S i n δ i A x i = N x i T x i A z i = N z i + T z i A x z i 2 = N x z i 2 + T x z i 2 N x z i 2 = N x i 2 + N z i 2 T x z i 2 = T x i 2 + T z i 2 N x i = N x z i C o s γ i N z i = N x z i S i n γ i

T x i = T x z i S i n γ i T z i = T x z i C o s γ i

На всех фигурах общее обозначение: 1, 2, 3 - грани корпуса 3D-приемника

B - источник колебаний

O - измерительная точка приемника

A - колебательное воздействие

N - нормальные компоненты

T - касательные компоненты

α - пеленг источника в плоскости XY

γ - пеленг источника в плоскости XZ

β,δ - 3D-ориентация воздействия

i - приемные пьезопакетники i=1,2,3

φ - угол наклона грани к основанию

Способ 3D-приема и синхронного преобразования параметров механических колебаний осуществляется следующим образом:

Волны пространственных механических колебаний, исходящие от источников возмущений, воздействующих на объект, в соответствии с законами и принципами механики сплошной среды попадают в точку на контурной поверхности объекта мониторинга, в которой необходимо произвести измерение. При размещении 3D-приемника в указанной точке она называется измерительной и, в свою очередь, становится локальным источником динамической суперпозиции пространственных колебаний, передающим спектр колебаний на вибропакетники. За счет симметрично-кругового центрированного относительно основания изотропного корпуса и равноудаленного расположения вибропакетников относительно измерительной точки спектр волн колебаний одновременно (синхронно) доходит до чувствительных элементов всех трех вибропакетников. Чувствительные элементы осуществляют синхронное тензорное преобразование проекций векторов измеряемых колебаний, по которым не представляет труда реконструировать во времени спектр векторов по величине и направлению в пространстве. Способ приема реализует эффект «фокусирования» информации, передаваемой из измерительной точки на вибропакетники не только в пространственном и электрическом смысле, но и в физическом.

Матрица пересчета 1D-проекций вектора на ортогональные измерительные оси вибропакетников в ортогональную систему координат 3D-приемника

Оси координат 3D-приемника 1D-проекция на измерительную ось №1 1D-проекция на измерительную ось №2 1D-проекция на измерительную ось №3
X - Sinφ Sinφ Cos60° Sinφ Cos60°
Y 0 Sinφ Sin60° -Sinφ Sin60°
Z Cosφ Cosφ Cosφ

Измеряемые компоненты проекции воздействия А в системе координат 3D-приемника связаны нижеприведенными уравнениями

Воздействие Измеряемые компоненты 1D-проекции А на измерительную ось №1 Измеряемые компоненты 1D-проекции A на измерительную ось №2 Измеряемые компоненты 1D-проекции A на измерительную ось №3
Azi (Nxzi×Sinγi+Txzi×Cosγi) Cosφ (Nxzi×Sinγi+Txzi×Cosγi) Cosφ (Nxzi×Sinγi+Txzi×Cosγi) Cosφ
Axi (Nxyi×Cosαi-Txyi×Sinαi) Sinφ (Nxyi×Cosαi-Txyi×Sinαi) SinφCos60° (Nxyi×Cosαi-Txyi×Sinαi) SinφCos60°
Axi (Nxzi×Cosγi-Txzi×Sinγi) Sinφ (Nxzi×Cosγi-Txzi×Sinγi) SinφCos60° (Nxzi×Cosγi-Txzi×Sinγi) SinφCos60°
Ayi 0 (Nxyi×Sinαi+Txyi×Cosαi) SinφSin60° (Nxyi×Sinαi+Txyi×Cosαi) SinφSin60°

| A x i = A x y i × C o s β i = ( N x y i 2 + T x y i 2 ) × C o s β i = ( N x i 2 + N y i 2 + T x i 2 + T y i 2 ) × C o s β i A x i = ( N x i T x i ) = ( N x y i × C o s α i T x y i × S i n α i ) A y i = A x y i × S i n β i = ( N x y i 2 + T x y i 2 ) × S i n β i = ( N x i 2 + N y i 2 + T x i 2 + T y i 2 ) × S i n β i A y i = ( N y i + T y i ) = ( N x y i × S i n α i + T x y i × C o s α i )

| A x i = A x z i × C o s δ i = ( N x z i 2 + T x z i 2 ) × C o s δ i = ( N x i 2 + N y i 2 + T x i 2 + T y i 2 ) × C o s δ i A x i = ( N x i T x i ) = ( N x z i × C o s γ i T x z i × S i n γ i ) A z i = A x z i × S i n δ i = ( N x z i 2 + T x z i 2 ) × S i n δ i = ( N x i 2 + N y i 2 + T x i 2 + T y i 2 ) × S i n δ i A z i = ( N z i + T z i ) = ( N x z i × S i n γ i + T x z i × C o s γ i )

1. Способ достоверного определения вектора механических колебаний в широкой полосе частот, включающий процесс синхронного измерения трех компонентов вектора механических колебаний с помощью чувствительных элементов, расположенных на гранях корпуса 3D-приемника, образующих трехгранную пирамиду, отличающийся тем, что для повышения достоверности измерений механическое колебание из приемной точки через изотропный корпус 3D-приемника поступает синхронно на чувствительные элементы, расположенные на корпусе приемника симметрично и равноудаленно относительно измерительной точки объекта мониторинга, на которых происходит тензорное преобразование измеряемых колебаний через однотипные процессы преобразования «растяжения - сжатия» в направлении измерительных осей, пересекающихся в измерительной точке, в сигналы, пропорциональные трем компонентам вектора механических колебаний, разложенных в направлении измерительных осей, совмещенных в измерительной точке пространственно, физически и электрически, что позволяет достоверно измерять величину и реконструировать в пространстве направление вектора механических колебаний.

2. Устройство - 3D-приемник механических колебаний для измерения вектора колебаний в широком диапазоне частот, содержащее три чувствительных элемента, закрепленных на гранях изотропного корпуса приемника, равнонаклоненных к основанию корпуса и образующих трехгранную равностороннюю пирамиду с основанием, являющимся основанием корпуса приемника, отличающееся тем, что для повышения достоверности измерений и повышения технологичности производства приемника чувствительные элементы выполнены в виде съемных приемных узлов - вибропакетников, расположенных симметрично-круговым образом на одинаковом расстоянии от измерительной точки приемника, совпадающей с геометрическим центром основания корпуса приемника и являющейся общей точкой пересечения измерительных осей вибропакетников, а посадочные места вибропакетников расположены на оси симметрии каждой грани, при этом измерительные оси чувствительных элементов образуют зеркально-симметричную относительно граней приемника пирамиду с вершиной в измерительной точке приемника.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к технике измерения параметров удара на стендах и может быть использовано при исследовании ударного взаимодействия тел.

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.

Изобретение относится к приборостроению, а именно к акселерометрам. .

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

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

Изобретение относится к методу изготовления силового измерительного датчика из нескольких материалов. .

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

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 измерительной технике и может найти применение в точном машиностроении и электронной технике. .

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

Изобретение относится к пьезоэлектрическим датчикам и может быть использовано, в частности, в системах диагностики автомобиля и системах автосигнализации. Сущность: датчик включает пьезоэлектрическое рабочее тело и систему регистрации. Рабочее тело выполнено из пьезокерамики связностью 3-0 с максимальным значением коэффициента напряжения g 33 . При этом датчик дополнительно содержит пьезоэлемент-резонатор для тарировки, поверхность которого соединена с поверхностью рабочего тела. Технический результат: повышение пьезочувствительности при минимальном весе, возможность тарировки и проверки работоспособности датчика в условиях отсутствия гравитации. 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к приборостроению, а именно к акселерометрам, предназначенным для измерения малых ускорений. Акселерометр содержит ячейку из двух параллельно установленных поляроидов с чувствительным элементом между ними, выполненным из прозрачного тензочувствительного материала - полиуретана, имеющего форму клина. Усилие на тензочувствительный элемент от инерционного элемента передается с помощью двойной рычажной системы, состоящей из груза, находящегося под действием измеряемого микроускорения, системы рычагов, опирающихся на опоры и площадки, воздействующих на чувствительный элемент. Для определения числа интерференционных полос используют веб-камеру, установленную с одной стороны ячейки, с другой стороны которой для равномерного освещения установлена подсветка из матового стекла и светодиодного источника света, при этом для предохранения системы от перегрузки в районе груза, находящегося под действием измеряемого микроускорения, установлена пружина. Изобретение обеспечивает увеличение чувствительности и точности измерений, возможность проведения измерений в условиях космической станции. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к устройствам для измерения линейного ускорения. Волоконно-оптический преобразователь линейного ускорения состоит из двух каналов приемо-передачи оптического излучения и чувствительного элемента, включающего два устройства ориентации оптического излучения, выполненные из кварцевого стекла в форме параллелепипеда, частично покрытые зеркальным напылением, и устройство поглощения оптического излучения, которое консольно закреплено через прокладки между устройствами ориентации оптического излучения и выполнено в виде балки из светопоглощающего материала с грузом, закрепленным на ее конце. Между устройствами ориентации с противоположной стороны относительно устройства поглощения введена прокладка, обеспечивающая зазор между ними, при этом зеркальное напыление отсутствует на областях, соответствующих прямоугольной проекции консольно закрепленной балки на поверхности устройств ориентации оптического излучения. Изобретение расширяет функциональные возможности волоконно-оптического преобразователя на основе оптического туннельного эффекта для обеспечения измерения линейного ускорения. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для измерения линейных ускорений и может быть использовано для одновременного измерения ускорений вдоль трех взаимно перпендикулярных осей. Сущность: акселерометр содержит инерционную массу (1), которая закреплена во внутренней раме (2) с помощью торсионов (3- 6). Торсионы (3-6) размещены в микромеханическом акселерометре с возможностью совершения поступательных колебаний инерционной массы (1) вдоль оси Х. На инерционной массе (1) закреплены подвижные электроды (7, 8) датчика перемещения, выполненные с гребенчатыми структурами с одной стороны. На внутренней раме (2) закреплены подвижные электроды (9, 10) датчика перемещения, выполненные с гребенчатыми структурами с одной стороны. Внутренняя рама (2) закреплена во внешней раме (11) с помощью торсионов (12-15). Торсионы (12-15) размещены в микромеханическом акселерометре с возможностью совершения поступательных колебаний внутренней рамы (2) вдоль оси Y. Внешняя рама (11) закреплена в корпусе (16) с помощью торсионов (17-20). Торсионы (17-20) размещены в микромеханическом акселерометре с возможностью совершения поступательных колебаний внешней рамы (11) вдоль оси Z. На внешней раме (11) закреплены подвижные электроды (21, 22) датчика перемещения. Корпус (16) закреплен на подложке (23), на которой закреплены неподвижные электроды (24, 25) датчика перемещения, выполненные с гребенчатыми структурами с одной стороны. Неподвижные электроды (24, 25) образуют конденсаторы с подвижными электродами (7, 8) в плоскости их пластин, образуя при этом емкостной датчик перемещения инерционной массы (1) относительно подложки (23). На подложке (23) закреплены неподвижные электроды (26, 27) датчика перемещения, выполненные с гребенчатыми структурами с одной стороны. Неподвижные электроды (26, 27) образуют конденсаторы с подвижными электродами (9, 10) в плоскости их пластин, образуя при этом емкостной датчик перемещения внутренней рамы (2) относительно подложки (23). На подложке (23) закреплены неподвижные электроды (28, 29) датчика перемещения. Неподвижные электроды (28, 29) образуют конденсаторы с подвижными электродами (21, 22) в плоскости их пластин, образуя при этом емкостной датчик перемещения внешней рамы (11) относительно подложки (23). Инерционная масса (1), внутренняя рама (2), внешняя рама (11), торсионы (3-6, 12-15, 17-20), подвижные электроды (7-10, 21, 22) датчиков перемещения расположены с зазором относительно подложки (23). Инерционная масса (1), внутренняя рама (2), внешняя рама (11), торсионы (3-6, 12-15, 17-20), подвижные электроды (7-10, 21, 22) датчиков перемещения, неподвижные электроды (24-29) датчиков перемещения, корпус (16) выполнены из полупроводникового материала, например, из монокристаллического кремния. Подложка (23) может быть изготовлена из диэлектрика, например, из боросиликатного стекла. Технический результат: возможность проведения одновременных измерений ускорений вдоль трех взаимно перпендикулярных осей X, Y, Z. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике. Акселерометр содержит кремниевую подложку, на которую нанесен пьезоэлектрический слой, например, из окиси цинка в виде прямоугольной вытянутой дорожки. С обеих сторон пьезоэлектрической дорожки и в ее середине установлены встречно-штыревые электроды. На центральный электрод подается электрический импульс, который распространяется со скоростью звука от центрального электрода к внешним. Одновременно под действием внешнего линейного ускорения акустическая волна ускоряется или замедляется в зависимости от направления векторов скорости звука и действующего внешнего линейного ускорения. При отсутствии ускорения импульс от центрального электрода к внешним приходит одновременно, при действии ускорения - в разное время. Разность времен прохождения мерных участков акустической волной прямо пропорциональна действующему ускорению. Изобретение обеспечивает повышение точности измерений. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для вибродиагностики технологического оборудования. Вибродатчик с элементом цифровой калибровки выполнен в виде металлического корпуса с фланцем для крепления на контролируемом объекте. Внутри корпуса датчика размещены первичный пьезокерамический преобразователь и электронная схема сопряжения первичного преобразователя. При этом в состав электронной схемы тракта усиления сигнала включен цифровой потенциометр, позволяющий вернуть коэффициент преобразования датчика к начальному значению. Потенциометр управляется от внешнего блока эталонных импульсов, подаваемых через технологический разъем в корпусе датчика при калибровке в режиме задания на испытательном вибростенде образцовых значений виброскорости на базовой частоте и фиксации выходного сигнала датчика на штатной нагрузке блока регистрации. Технический результат заключается в поддержании паспортных характеристик вибродатчика в течение всего срока эксплуатации. 4 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и касается линейного микроакселерометра с оптической системой. Микроакселерометр включает в себя корпус, две инерционные массы на упругих подвесах, два датчика положения, два компенсационных преобразователя. Датчики положения выполнены в виде двух пар монохроматических излучателей с различным спектром излучения и двух фотоприемников с цветоделением, имеющих не менее двух выходов спектральных диапазонов. Излучатели расположены над инерционной массой, а фотоприемники размещены в корпусе соосно с фотоприемниками. Монохроматические излучатели снабжены ограничителями светового потока. Технический результат заключается в повышении точности измерений и упрощении конструкции. 1 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения параметров ускорения в виброметрии, сейсмологии и акустики. Пьезоэлектрический акселерометр содержит предусилитель и концентрично расположенные кольцевые инерционную массу, корпус и первый пьезочувствительный элемент с осевой поляризацией в виде пары пьезоэлектрических секторов, не соприкасающихся друг с другом, и электродов, контактирующих с боковыми поверхностями пары пьезоэлектрических секторов, при этом кольцевой корпус выполнен из электропроводного материала с возможностью контактирования с боковыми поверхностями пары кольцевых пьезоэлектрических секторов, имеющих различную поляризацию, причем электроды подключены к предусилителю, при этом в него введены второй и третий предуселители, а также второй кольцевой пьезочувствительный элемент, установленный над первым кольцевым пьезочувствительным элементом и выполненный в виде двух пар радиально поляризованных секторов, снабженных электродами, контактирующими с боковыми поверхностями секторов, при этом предуселители выполнены дифференциальными, а сектора пар второго кольцевого пьезочувствительного элемента имеют одинаковую поляризацию, причем три пары первого и второго кольцевых пьезочувствительных элементов через электроды подключены к входам трех соответствующих дифференциальных усилителей. Технический результат - измерение трех компонент вектора ускорения. 2 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения параметров ускорения в виброметрии, сейсмологии и акустики. Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является измерение трех компонент вектора ускорения с помощью пьезоакселерометра, работающего на деформации сдвига. Известный однокомпонентный пьезоакселерометр содержит предусилитель и концентрично расположенные кольцевые инерционную массу, корпус и пьезочувствительный элемент в виде трех пьезоэлектрических секторов, один из которых выполнен с осевой поляризацией, и электродов, контактирующих с боковыми поверхностями пьезоэлектрических секторов, при этом кольцевой корпус выполнен из электропроводного материала с возможностью контактирования с боковыми поверхностями пьезоэлектрических секторов, причем электроды подключены к предусилителю, введены второй и третий предусилители, при этом второй и третий пьезоэлектрические сектора выполнены с радиальной поляризацией и подключены ко второму и третьему предусилителям. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в сейсмоприемных устройствах. Предложен сложенный маятник, который может быть реализован в виде монолитного маятника, который не расположен в вертикальной конфигурации, т.е. повернутый на 90°, либо в направлении по часовой стрелке, либо против часовой стрелки. В частности, вариант такого вертикального сложенного маятника в монолитной конфигурации представляет более компактную реализацию, охарактеризованную высоким разделением вертикальной степени свободы от других степеней свободы. Технический результат - достижение оптимальной механической добротности устройства. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх