Электрокинетический акселерометрлинейных ускорений

 

О П И С А Н И Е (ii) 50874I

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.08.74 (21) 2049806/18-10 (51) М. Кл 2 G 01Р 15/08 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опу бликовапо 30,03,76. Бюллетень ¹ 12

Дата опубликования описания 14.05.76

Государственнык комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 531,768(088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

В. В. Дубасов (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЙ АКСЕЛЕРОМЕТР

ЛИНЕЙНЪ|Х УСКОРЕНИЙ

Изобретение относится к электрокинетическим преобразователям, которые могут быть использованы для измерения постоянно действующих и вибрационных ускорений.

Известны электрокинетические преобразователи для измерения только вибрационных ускорений, содержащие корпус с жесткими стенками, заполненный рабочей жидкостью.

Внутри корпуса установлена пористая перегородка с электродами, связанная с корпусом прибора упругой мембраной.

Однако известнь|е преобразователи не обеспечивают возможности измерения как знакопеременных, так и постоянных ускорений.

В предлагаемом электрокинетическом акселерометре преобразующий элемент выполнен в виде плунжера, расположенного с капиллярным зазором относительно внутренней поверхности корпуса.

Благодаря этому возможно измерение как знакопеременных, так и постоянных ускорений.

Для снижения порога чувствительности акселерометр снабжен короткозамкнутым ротором, встроенным внутрь плунжера, и статорной обмоткой, охватывающей корпус по всей его длине.

На чертеже показана конструкция электрокинетического акселерометра.

Акселсрометр содержит герметичный корпус

1 с жесткими стенками, заполненный рабочей жидкостью. Внутри корпуса расположен плунжер 2, подвижный относительно оси ОХ корпу5 са. Поверхности корпуса и плунжера образуют капилляр 3. Электроды 4 установлены в околоплунжерных полостях, например на торцовых стенках корпуса. На одном из торцов корпуса расположена термокомпенсирующая

10 камера 5, сообщающаяся с полостью корпуса, Внутри плунжера встроен короткозамкнутый ротор 6, а снаружи корпуса установлена статорная обмотка 7.

Акселерометр работает следующим обра15 зом.

При наличии ускорения, действующего вдоль оси ОХ, в результате действия сил инерции плунжер создает перепад давления на своих торцовых поверхностях. Под действием

20 этого перепада давления рабочая жидкость перетекает через капилляр 3 между корпусом и плунжером, в результате чего часть диффузной области двойного слоя смывается в одну из полостей, изменяя в ней объемную плот25 ность электрического заряда. Образовавшиеся за счет гидравлического потока объемные электрические заряды (ток переноса) создают электрическое поле, под действием которого происходит обратный перенос ионов (ток про508741

Составитель А. Милосердный

Teipeд T. Лященко

Редактор Т. Рыбалова

1(орректор А, Дзесова

Закан 1032, 9 Изд. ¹ 1237 Тираж 1029 Подписное

ljIIIIIIHII Государственного комитета Совета Министров СССР по аслам ивоорстсиий и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рагин кая иаб., д. 4, 5

Типография, пр. Саит она, 2 водимости), стремящихся нейтрализовать объемные заряды. В момент, когда ток переноса сравнивается по величине с током проводимости, устанавливается постоянный потенциал течения, равный падению напряжения на омическом сопротивлении капилляра, С помощью электродов производится измерение падения напряжения на капилляре.

В установившемся состоянии электрический потенциал пропорционален скорости течения жидкости, а, следовательно, и величине ускорения.

Небольших размеров плунжер, по плотности незначительно отличающийся от плотности рабочей жидкости. полностью самоце трируется в корпусе за счет расклинивающего действия жидкости в капиллярном зазоре, поэтому сухое трение в этом случае отсутствует.

При работе акселерометра в условиях одновременно действующих боковых ускорений, кроме сил жидкостного трения присутствуют и силы сухого трения, которые ухудшают параметры прибора. Для устранения этого явления плунжер и корпус выполнены с возможностью их вращения друг относительно друга.

Это достигается за счет короткозамкнутого ротора 6 и статорпой обмотки 7. Термокомпенсирующая камера 5 позволяет компенсировать объемное изменение жидкости при изменении температуры окружающей среды.

Предлагаемый акселерометр обеспечивает измерение как вибрационных, так и постоянно действующих ускорений, а отсутствие резонансных областей позволяет расширить диапазон частот измеряемых ускорений от О до нескольких килогерц. Благодаря несвязанному с корпусом плунжеру возможно измерение длительно действующих ускорений одного значка (пока плунжер не коснется торцовой поверхности).

Испытания акселерометра показали его высокую чувствительность и большой диапазон измеряемых ускорений.

Формула изобретения

15 1. Электрокинетический акселерометр линейных ускорений, содержащий заполненный рабочей жидкостью герметичный корпус с жесткими торцовыми стенками, на которых укреплены электроды, и преобразующий элемент, 20 отл ич а ющий ся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения как знакопеременных, так и постоянных ускорений, преобразу1ощий элемент выполнен в виде плунжера, расположенного с капиллярным зазором отно25 сительно внутренней поверхности корпуса.

2. Электрокипетический акселерометр по п. 1, отличающийся тем, что, с целью снижения порога чувствительности, он снабжен короткозамкнутым ротором, встроенным

30 внутрь плун кера, и статорной обмоткой, охватывающей корпус по всей его длине.