Датчик ускорения с частотным выходом

 

М.А. Воронин, М. П. Зайцев, Ю. И. Ч снятии-и .Л. 1 -.- уткин

/ "-" :,, I

/ г - .:.. /

"- /

/ (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) ДАТЧИК УСКОРЕНИЯ С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДОМ

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к устройствам для измерения величины ускорения, в частности вибрационных ускорений.

Известен датчик ускорения с частотным выходом <13, содержащий инерционную массу, подвешенную в корпусе с помощью струн-резонаторов, автоколебательный контур и вторичные измерительные приборы частотного типа.

Недостатком указанного датчика яв10 ляется низкая чувствительность при измерении вибрационных ускорений.

Кроме того, предварительное натяжение струн приводит к временным изменениям

15 их характеристик вследствие релаксации напряжения в материале струны, что снижает точность измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является датчик ускорения с частотным выходом (2), содержащий инерционную массу, укрепленную в корпусе на упругом подвесе, основание, жестко связанное с корпусом, возбудитель колебаний, адаптер, усилитель, вход которого соединен. с адаптером, а выход— с возбудителем и пластинчатый резонатор, образующий совместно с возбудителем колебаний, адаптером и усилителем автоколебательный контур.

Принцип действия известного датчика основан на изменении собственной частоты колебаний. стержневого резонатора вследствие изменения его напряженного состояния под действием массовых сил, возникающих при воздействии измеряемых ускорений на инерционную массу.

Недостатками этого датчика ускорения с частотным выходом являются низкая чувствительность и точность, а также, при .измерении вибрационных ускорений необходимо применение сложного вторичного измерительного прибора, состоящего из промышленного частотомера (или периодомера) и блока,. позволяющего измерять разность час871076 тот резонатора, соответствующих амплитудным значениям измеряемого ускорения противоположных направлений

t что усложняет и удорожает вторичный измерительный прибор. Эти недостатки обусловлены высокой скоростью изменения напряжений растяжения — сжатия, возникающих в резонаторе под действием измеряемых ускорений.

Цель изобретения — повышение чувствительности и точности датчика.

Цель достигается тем, что pesoнатор образован инерционной массой и элементами упругого подвеса, при этом инерционная масса расположена между адаптером и возбудителем, а элементы упругого подвеса расположены в плоскости, перпендикулярной оси чувствительности датчика.

На чертеже приведена структурная схема датчика ускорения с частотным выходом»

Датчик ускорения с частотным выходом содержит основание 1, которое жег стко связано с корпусом 2, резонатор, включающий инерционную массу 3 и упругие подвесы 4, адаптер 5, усилитель 6,выход которого соединен с адаптером 5, возбудитель 7 колебаний, который соединен с первым ныходом усилителя 6 и кожух 8.Второй выход усилителя 6 является электрическим выходом устройства.

Датчик ускорения с частотным выходом работает следующим образом.

При воздействии на датчик измеряемого ускорения на инерционную массу 3 действует массовая сила противоположного направления, которая растягивает упругие поднесы 4. Механические колебания резонатора адаптером

5 преобразуются в колебания электрического тока, которые усиливаются по амплитуде усилителем б и через возбудитель 7 ноздействуют на инерционную массу 3 резонатора. Со нторого выхода усилителя сигнал поступает на вторичный измерительный при бор. Напряжения растяжения увеличивают жесткость упругих подвесов 4 резонатора, вследствие чего увеличивается собственная частота колебаний резонатора.

В предложенном техническом решении рабочая частота собственных колебаний резонатора под нагрузкой нсегto да больше его начальной частоты. Это позволяет использовать при измерении вибрационных ускорений в качестве вторичного измерительного прибо а

P серийный частотомер и избавляет от необходимости применять сложные быстродействующие преобразователи.

Формула изобретения

Датчик ускорения с частотным выходом, содержащий инерционную массу, укрепленную в корпусе на упругом подвесе, основание, жестко связанное с корпусом, электромагнитный возбудитель колебаний, адаптер, усилитель, вход которого соединен с адаптером, а выход — с возбудителем, и резонатор, образующий с возбудителем, адаптером и усилителем автоколебательный контур отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности, резонатор образован инерционной массой и элементами уп35 . ругого поднеса, при этом инерционная масса расположена между адаптером и возбудителем, а элементы упругого подвеса расположены в плоскости, перпендикулярной оси чувствительности

40 датчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 408219, кл. G 01 Р 15/08, 28.04.72.

2. Авторское свидетельство СССР

45 В 392410, кл. G 01 P 15/08, 15.12.71 (прототип) .

871076

Составитель Е. Кузнецов

Редактор Т.Кузнецова Техред А.Савка Корректор М. Демчик

Заказ 8428/17 Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4