Предельный акселерометр

 

ОПИСАНИЕ< 972411

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Рескублин (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 05.05.80 (21) 2920268/18-10 (5) ) Я. ф(д.

G О1 P 15/04 с присоединением заявки Рй

Ркуаарстваиай квнитвт

- СССР ав делам извбрвтеиий и открытий (23)приоритет

Опубликовано07.11.82. Бюллетень М 41 (53у УДК531.768 (088.8) Дата опубликования описания 07.11.82 (72) Авторы изобретения

Л. А. Гартель и Е. И. Новиков (71) Заявитель (54) ПРЕДЕЛЬНЫЙ АКСЕЛЕРОМЕТР

Устройство относится к регистрации, предельных значений линейного ускорения.

Известны устройства для регистрации предельных ускорений с контактными элементами включения цепей регистрации предельного уровня ускорений 1 1) и (2).

Однако данные устройства имеют относительно низкую точность и быстродей- . ствие вследствие значительных перемещений инерционных элементов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для регистрации предельных ускорений, содержа !

5 щее нагруженный инерционной массой пьезоэлемент и элемент фиксации предельного ускорения, электрически связанный с пьезоэлементом (3).

Недостатком известного устройства является относительно низкое быстродействие, обусловленное низкой собствен

2 ной частотой чувствительного элемента устройства.

11ель изобретения - повышение быстродействия акселерометра.

Указанная цель достигается тем, что в него введен пороговый усилитель с согласующим трансформатором, пьезоэлемент снабжен сигнальным и питающим выводами, а узел фиксации предельного ускорения выполнен в виде двух парал« лельно соединенных биморфных пьезоэлементов, оси симметрии которых перпендикулярны друг другу, причем на боковой стороне Одного из пьезоэлементов имеются косые зубцы, на конце другого - наконечник, острие которого распсьложено между зубцами, при этом сигнальный вывод пьезоэлемента подключен ко входу, а питающий вывод - к цени пита ния порогового усилителя, выход которо»

ro через согласующий трансформатор под соединен к биморфным пьезозлемен там.

97241

Па чертеже представлена упрощенная конструктивная схема устройства.

Устройство содержит воспринимаюший ускорение пьезоэлЕктрический датчик

1, включающий корпус 2 с основанием 3, в котором на упругом подвесе 4 установлена инерционная масса 5 и нагруженный еlо многосекционный пьезоэлемент 6 с сигнальным выводом 7, питаюшим выв1 дом 8 и общим IlpoBolloM 9. Инерционная lo масса для уменьшения перекосов пьезоэлемента выполнена из двух частей, разделенных между собой шариком 10. Пьезоэлемент 6 посредством сигнального вывода 7, питающего вывода 8 и общего l5 провода 9 соединен с пороговым усилителем 11, к выходу которого подключен пьезоэлектрический согласующий трансформатор 12. Выходные выводы трансформатора 12 соединены с входом узла 13 2Î фиксации предельного ускорения. Элемент

13 фиксации предельного ускоречия выполнен B виде двух параллельно соединенных между собой биморфных пьезоэлементов 14- и 15, оси которых перпендикулярны друг другу. На конце биморфного пьезоэлем ".!та 14 установлен наконечник

16, остри« которого входит между косы ми зубцами 17, закрепленными на биморф11о.л пьезоэлементе 15. Зб

Кроме этого, на чертеже обознач!ены регистрирующий контакт 18, контакт 19 исходного положения и ось чувствительности 00, пара>1лельная оси симметрии бнморфиого пьезоэлемента 15

Устройство для регистрации предельного ускорения работает следующим образом, При Отсутствии ускорения контакт исходного положения прижат к наконечнику 16.

При наличии ускорения по оси 00 l значени« которого равно или превышает пределып !1! уровень, инерционная масса

5 создает механическое напряжение на пьезо:>лементе 6. В результате прямого пьезоэ>1«ктрического эффекта на сигнал1 ном выводе 7 и питающем выводе 8 относительно общего провода 9 возникают электрические потенциалы, уровень котс рых (пропорциональный действующему значению ускорения) будет достаточен для срабатывания порогового усилителя 11.

Последний выдает на выходе электричес кий сигнал только в том случае, когда на его входе и цепи питания уровень электрических потенциалов будет равен или выли« задгнног0 порогового значения, ус

1 4 тановленногo в соответствии с заданным уровнем ускорения. Выходной электрический сигнал с пороговог > >сипите !я подается на согласующий повышающий трансформатор 12. )1алее усиленный по амплитуде сигнал подается на биморфные пьезоэлементы 14 и 15 узла фиксации предельного ускорения 13. Биморфный пьезоэлемент 14 в результате обратного пьезоэлектрического эффекта (под де. ствием электрического поля высокой напряженности ) деформируется и «го накс= нечник 16 замыкает контакт 18. Бимогх!,ный пьезоэлемент 15 деформируетс» . и! этом одновременно с пьезоэлемент, м

Фиксация последнего с IlaIIollesllzzlu..-. 6 в сработанном положении после исч«з>1;:вения ускорения обеспечивается за с-!« постоянной времени пьезоэлемента меньшей чем постоянная 1>рс.»,!!Д1и у цьеэ,ъ.: элемента 14, при этом пьезоэлемент > осуществляет 1 рижатие зубцов 17 к ест= рию наконечника 16.

Для возвращения наконечни,.э 6 II исходное положение на пьезоэлемент > ..> дак>т электрическое напряжение. I>I,.!.l; действие устройства Обеспечивается использованием пьезоэл!ктрнческих элементов из-за малого времени их деформации, зависящей от в«личины ..-!>е:ряж«н!1ости электрического поля, достато шый уровень

KoTo1>oI О зада!"Г пор«ГО!>ь! Й ус!1>1ит ель 1 1 с согласую1цим трансформа>. ором 12, пр:. этОм устройство в Iz«&oM не II" аег ся дополнительном источнике энергии.

Формула изобретения

Предельный акселерометр, содержащий нагруженный инерционной массой пьезоэлемент и узел фиксации предельного ускорения, электрически связанный с пьезоэлементом, отлича>ошийся тем, что, с !loll!,>о новь>шения быстродействия акселерометра, в него введен пороговый усилитель с согласуюи>им трансформатором, пьезоэлемент снабжен сит-нальным и питающим выводами, а узел фиксации предельного ускорения выполнен в виде двух параллельно соединенных бпморфных гьезоэлементов, оси симметрии которых перпендикулярчь! друг друту, причем на боковой стороне Одного из пьезоэлементов имеются кось1е .-рубц>:1, »а кон-це другого — наконечник, острие которсГО раСПОЛОжЕНО М«жду ЗубЬ>а!ИИ., Ilp>I тс>М

czfl нальиый вывОд и>:е:3Оэл«ме:!та . ",!>;.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Б 9724ii 6 чен ко входу а питающий вывод — к це" Авторское свидетельство СССР

У пи питания порогового усилителя, выход N 501356,кл.G01 P l /08.10 01 ° 7 которого через согласующий трансформа- 2. Авторское свидетельство СССР тор подсоединен к биморфным пьезоэле- No 540216, кл, G 01 P 15/04, ментам. 24.02. 75.

3. Авторское свидетельство СССР

М 717663, кл. G 01 Р 15/04

25.05.77 (црототнп) .

Составитель К. Лукомский

Редактор В. Пилипенко Техред А. Еабннец Корректор Л. Бокшан

Заказ 8508/36 Тираж 887 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