Датчик ускорений

Союз Советских

Соцналнстнческнх

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 28.11.79 (21) 2844509/18-10 с ярисоединеинеке заявки М (23)Приоритет

Опубликовано 07. 12. 81. Бюллетень М45

Дата опубликования описания 10. 12.81 (51}М. Кл.

С 01 Р 15/08

Гооударстееиный коиитет

СССР ао делан иаобретеиий и открытий (53}УДК 531

-768{088.8) (72) Автор. изобретения

Ю.А. Асмоловский (71) Заявитель

Омский политехнический институт (54) ДАТЧИК УСКОРЕНИД

Изобретение относится к измерению параметров движения, в частности к датчикам ускорений для измерения низкочастотных механических колебаний.

Известные датчики ускорений, в которых изменение длины пути распространения поверхностной упругой волны. преобразуется в частоту или временной интервал, имеют относительно низкую чувствительность вследствие малых изменений длины пути при деформации подвеса инерционной массы (1 1.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является устройство, содержащее две закрепленные в корпусе параллельно друг другу пьезопластинки с преобразователями поверхностных упругих волн на каждой и с жидкостной пл н-. кой на обращенных друг к другу по" верхностях, цилиндрическую инерционную массу с диэлектрическим покрытием и поглотителем поверхностных уп,2

Ругих волн вдоль образующей цилиндра закрепленную в корпусе на упругих соосных пластинах ? 1.

Для повышения точности измерения ускорений инерционная масса снабжена дополнительным поглотителем и двумя преобразователями, расположенными на противоположных сторонах цилиндра, причем их оси симметрии лежат в плоскости симметрии датчика, а поглотители установлены напротив друг друга по разные стороны относительно этой плоскости, На фиг. 1 и 2 представлена упрощенная конструктивная схема датчика ускорений.

Датчик вибрации состоит из инерционной массы 1 с диэлектрическим покрытием 2 боковой поверхности, выполненным в виде стеклянной трубки, пленочных преобразователей поверхностных упругих волн 3 и 4, нанесенных на диэлектрическое покрытие 2; упругого подвеса 5 в виде соосных

1пластин; корпуса 6, в котором крепится упругий подвес 5 с инерционной массой 1 и элементами которого являются внутренняя рама 7, основание 8 корпуса, крышка 9; пьезоэлектри5 ческих пластин 10 и ll с нанесенными на них преобразователями поверхностных упругих волн :2, 13 и слоем жидкости 14 (вакуумное масло OM-1) на обращенных друг другу поверхностях; >о выводов датчика 15, 16, 17 и 18; поглотителей поверхностных упругих волн 19, два из которых располагают.ся вдоль образующей. инерционной массы 1 и диэлектрического покрытия 2 и выполнены из эпоксидной смолы с наполнителем.

Возбужденные преобразователями, 35 например 4 и 3, поверхностные упругие волны распространяются по поверхности диэлектрического покрытия 2 и в зонах акустического контакта с пьезопластинками 10 и 11 происходит превращение поверхностной упругой волны в слоевую объемную и обратно. Возбужденные на поверхностях пьезопластинок 10 и l1 поверхностные упругие волны принимаются и преобразуются в электрический сигнал приемными преобразователями соответственно 12 и

13. При смещении инерционной массы относительно исходного положения, вызванном действием сил инерции, изменяется положение зон акустического контакта, что в свою очередь связано с изменением временного запаздывания .возбужденных поверхностных волн. Поглотители 19,.установленные на инерционной ма се, осуществляют акустичесую развязку двух перестраиваемых звукопроводов. Разность времени запаздывания в звукопроводах с преобФормула изобретения

Преобразователи поверхностных упругих волн 3 и 4 наносятся на трубчатое диэлектрическое покрытие 2 параллельно друг другу, а их оси симметрии лежат в плоскости симметрии датчика. Поглотители поверхностных упругих волн 19 наносятся вдоль образующей трубчатого диэлектрического покрытия 2 по разные стороны относительно плоскости симметрии датчика.

Для этого на указанных участках поверхности диэлектрического покрытия

2 выполняются канавки, которые заполняются поглотителем 19.

Датчик вибрации работает следующим, образом.

8045 4

1разователями 3, 13 и 4, 12 является мерой измеряемого ускорения.

Конструкция датчика ускорений позволяет существенно уменьшить временное запаздывание, вызванное дестабилизирующим влиянием температуры. Так временное запаздывание в звукопроводах с преобразователями 3, 13 и преобразователями 4, 12 можно выра зить соответственно как

Э ПОСТ Т З Â Ò Т ° Р) где +noCr постоянная величина временного запаздывания в исходном положении инерционной. массы, Г llocT

= пост„= 7 пост Л Ст — текущее изменение временного запаздывания при

2О смещении инерционной массы относительно исходного положения под действием cHfl инерции, A Ñò= Ст„(=

= /ЬТТ ; д, С вЂ” изменение временного запаздыванйя при действии дестабид лизирующего фактора — температуры.

Вычитая из выражения (1) выражение (2), получим — Т вЂ” 2h, Я .т.

Вносимое затухание при указаннсм построении звукопровода оценивается в каждой из половин датчика для пье зопластин из кварца "У"-среза величиной не более 30 дБ, что позволяет использовать датчик в непрерывном режиме работы.

Датчик ускорений, содержащий две закрепленные в корпусе параллельно друг другу пьезопластинки с преобразователями поверхностных упругих волн на каждой и с жидкостной пленкой на

45 обращенных друг другу поверхностях, цилиндрическую инерционную массу с диэлектрическим покрытием и поглотителем поверхностных упругих волн вдоль образующей цилиндра, закрепленную в корпусе на упругих соосных пластинах, отличающийся тем, что., с целью повышения точности измерения ускорений, инерционная масса .снабжена дополнительным поглотителем и двумя преобра-ователями, рас-. положенными на плотивоположных сторонах цилиндра, причем их оси симметрии лежат в плоскости симметрии дат888045

А-А Угу айаг.1

Составитель К . Лукомский

Корректор H. Швыдкая

Р актор О. Филиппова Техред .А.Бабинец едакто

Подписное

ВНИИПИ ГЬсударственного комитета СССР б. . 4/5 делам изобретений и открытий

113035, Москва, У(-35, Раушская наб., д.

Заказ 10718/12

Филиал Ilflll "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 чика, а поглотители установлены напротив друг друга по разные стороны относительно этой плоскости.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3863497, кл. 6 01 P 15/00 опублик. 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 8 2653528, кл. G 01 P 15/08, ф 1978 (йрототип).