Датчик ускорений

 

ОПИСАЯИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ т1 и 556385

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.07,75 (21) 2156513/10 с присоединением заявки г1 (23) Приоритет

Опубликовано 30.04.77. Бюллетень Ме 16

Дата опубликования описания 13.05,77 (51) M. Кл С 01Р 15,08

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений (53) УДК 531.768(088.8) и открытий (72) Автор изобретения

Г. Г. Смирнов (71) Заявитель (54) ДАТЧИК УСКОРЕНИЙ

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в устройствах и приборах, измеряющих или обрабатывающих информацию об ускорениях прямолинейного движения:подвижных объекто в.

Известен датчик струнного типа с частотным выходом, работа которого основана на зависимости частоты собственнных колебаний струны ог ее натяжения инерционной массой.

Недостатком струнного датчика является нестабиль ность параметров из-за необходимости начального натяжения струны и некачественности места заделки струны.

Более стабильные параметры имеет датчик с частотным выходным сигналом, в котором вместо струны имеется резонатор стержне вого типа, выполненный за одно целое с короту"сом датчика. При этом реализуется практически идеальная заделка резонатора. Одна ко без применения амортизирующих устройств эти датчики не обладают достаточной устойчи|востью к механическим воздействиям.

Известен та кже датчик со стержневым резонатором, имеющий корпус с рамкой, отделен ной от мест крепления прорезями, внутри которой на под весе размещена инерционная масса. Между инерционной массой и корпусом расположен стерокневой резо натор. Для повышения стабильности параметров корпус рамочного типа имеет прорези и в местах закрепления размещен на амортизаторах.

Для поддержания колебаний резонатора и съема сигнала датчик снабжен автогенератором и системой съема полез ного сигнала. Однако в этом датчике с введением амо ртизации имеет место дополнительный резонанс, а смещение датчика от ударных воздействий недопустимо велико.

Целью изобретения является повышение

10 проч ности и cTOHiKocT14 датчика ускорений к механическим воздействиям.

Это достигается тем, что корпус датчика снабжен дополнительной рамкой, повернутой относительно основной на 180 . При этом сумнарная длина средней линии двух рамок и двух перемычек от резонатора до места закрепления составляет /4 длины звуковой волны, возбуждаемой в материале корпуса,на частоте резонатора. Кроме этого, для повышения стойкости к вибрацио нным воздействиям прорези, отделяющие рамки и места закрепления, заполнены резиноподобным материалом.

На фиг. 1 изображен п редлагаемый датчик, который состоит из инерционной массы 1, подвеса из плоскопараллельных пружин 2, стержневого резонатора 3, внутрен ней рамки

4. Система возбуждения колебаний резонатора и съема сигнала содержит возбудитель 5, 30 адаптер 6 и усилитель автогене ратора 7, Вну556385

Формула изобретения где fo — начальная частота резонатора; т — инерционная масса; 25

Л/„.Р— критическая Эйлерова сила для резонатора.

Возбуждение колебаний резонатора осуществляется автогенератором камертонного типа, содержащим электронный усилитель, возбудитель колебаний и адаптер.

Колебания резонатора возбуждают в материале корпуса звуковые волны. Причем основ ным источником этих волн является место заделки резонатора в корпусе. Колебания от з5 второй заделки в сильной степени ослабляются, так как они проходят через сравнительно низкочастотный механический фильтр, которым является система инерционной массы на жесткости пружины плоскопараллельного под|веса.

В акселерометре корпус выполнен таким образом, что сумма рная длина пути звуковой волны по металлу от резонатора по рамочкам до мест закрепления составляет /4 длины 45 звуковой волны, возбуждаемой в металле на частоте резонатора.

Исходя из этого размера, выбираются размеры внутрен ней и внешней рамок корпуса датчика. Без такого «свертывания» длины пути звуковой волны в несколько раз увеличивались бы габариты датчика.

Прорези в упругом элементе, отделяющие рам ки и места закрепления, заполнены резиноподобными материалами. Это сделано для того, чтобы ослабить побочные резонансы конструкции при действии внешней вибрации.

Фиг!

Фиг. 2

Составитель В. Оже

Корректор Н. Аук

Техред О. Тюрина

Редактор А. Осочников

Заказ 991/16 Изд. № 402 Тираж 1106 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 тренняя рамка перемычкой 8 со стороны, противоположной размещению резонатора, соединена с внешней рамкой 9. Места закрспления корпуса 10 от внешней рамки и рамок друг относительно друга отделены прорезями 11.

Пунктиром 12 показана суммарная длина средней линии двух рамок и двух перемычек от места заделки резонатора во внутренней рамке до мест закрепления корпуса.

На фиг. 2 показано заполнение прорезей, отделяющих рамки и внешнюю рамку от мест закрепления, резиноподобным материалом 13.

Датчик ускорений работает следующим ооразом. При действии ускорений а по оси чувствительности (показана стрелкой на фиг. 1) усилие от инерционной массы растягивает или сжимает резонатор.

При этом собственная частота колебаний резонатора изменяется в соответствии с зависимостью

Датчик ускорений, содержащий корпус с рамкой, отделенной от мест крепления прорезями, внутри которой размещена инерционная масса, закрепленная в упругих подвесах, стержневой резонатор, систему возбуждения и съема колебаний резонатора и усилитель автогенератора, отличающийся тем, что, 10 с целью повышения прочности;к механическим воздействиям, корпус снабжен дополнительной рамкой, повернутой от|носительно основной на 180, при этом суммарная длина средней линии от места заделки резонатора

15 до места закрепления корпуса составляет одну четвертую часть длины звуковой волны, возбуждаемой в материале корпуса на частоте резонатора, а прорези в упругом элементе, отдаляющие рамки и места закрепления, заполнены резипоподобным материалом.