CS236837B1

CS236837B1 - Cascade double-membrane accelerometer

Info

Publication number: CS236837B1
Application number: CS838581A
Authority: CS
Inventors: Stefan Jurik
Original assignee: Stefan Jurik
Priority date: 1983-11-18
Filing date: 1983-11-18
Publication date: 1985-05-15
Also published as: CS858183A1

Description

Kaskádový dvojmembránový akcelerometer je určený pre pohybujúce a zrýchlujúce sa zariadenia a dopravné prostriedky. Podstata akcelerometra spočívá v tom, že v kaskádová spojených válcových telesáeh sú vsuvne uložené izolačně puzdrá, v ktorých sú upevněné citlivé polymerové membrány s centricky upevněnými pohyblivými kondenzátorovými doskami s kontaktrni, medzi ktorými je pevný kontakt a kvapalné dielektrikum, pričom pevné a pohyblivé kondenzátorové došky sú vodivo spojené spirálami s kolíkmi, z ktorých kolíky z pevných kondenzátorových dosiek sú spojené s frekvenčnými generátorml.The cascade dual-diaphragm accelerometer is designed for moving and accelerating equipment and vehicles. The essence of the accelerometer is that cascaded cylindrical bodies are fitted with insulating sleeves, in which sensitive polymeric membranes are mounted with centrically fixed movable capacitor plates with contact between which there is a firm contact and a liquid dielectric, the solid and movable capacitor plates being conductively connected by spirals to the pins, of which the pins from the solid capacitor plates are connected to the frequency generators.

Kaskádový dvojmembránový akcelerometer možno použiť na meranie zrýchlenia, resp. okamžitej rýchlosti a dráhy na pohybujúcich sa objektoch.A cascading dual-diaphragm accelerometer can be used to measure acceleration and acceleration respectively. instantaneous velocities and paths on moving objects.

Vynález sa týká kaskádového dvojmembránového akcelerometra s kapacitnými snímačmi polohy na meranie zrýchlenia, okamžitej rýchlosti a dráhy pohybujúcich sa objektov.The invention relates to a cascading dual-diaphragm accelerometer with capacitive position sensors for measuring acceleration, instantaneous velocity and travel of moving objects.

Doteraz sa na pohybujúcich objektoch meria zrýchlenie prístrojmi založenými na gyroskopickom, seizmickom a mechanickom pružinovom principe. Nevýhodou týchto prístrojov je, že sú konštrukčne zložité, výrobně náročné a z toho důvodu aj drahé, pričom neumožňujú meranie zrýchlenia vo vačších rozsahoch.Up to now, acceleration has been measured on moving objects using gyroscopic, seismic and mechanical spring principles. The disadvantage of these devices is that they are structurally complex, difficult to manufacture, and therefore expensive, while not allowing the measurement of acceleration in larger ranges.

Uvedené nedostatky odstraňuje kaskádový dvojmembránový akcelerometer pozostávajúci z válcových telies, v ktorých sú upevnené polymerové membrány s kondenzátorovými doskami podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že v kaskádovo spojených válcových telesách sú vsuvně uložené izolačně puzdra, v ktorých sú upevněné citlivé polymerové membrány s centricky upevnenými pohyblivými kondenzátorovými doskami s kontaktami, medzi ktorými je pevný kontakt a kvapalné dielektrikum, pričom pevné a pohyblivé kondenzátorové došky sú vodivo spojené spirálami s kolíkmi, z ktorých kolíky pevných kondenzátorových dosiek sú spojené s frekvenčnými generátormi.The above-mentioned drawbacks are overcome by a cascading dual-diaphragm accelerometer consisting of cylindrical bodies in which the polymeric membranes with capacitor plates according to the invention are fixed, which consists in the fact that cascaded cylindrical bodies are slidably mounted insulating sleeves in which sensitive polymeric membranes fixed movable capacitor plates with contacts between which is fixed contact and a liquid dielectric, the fixed and movable capacitor plates being conductively connected by spirals to the pins of which the pins of the fixed capacitor plates are connected to the frequency generators.

Vynález kaskádového dvojmembránového akcelerometra umožňuje merať zrýchlenie, okamžitú rýchlosť a dráhu pohybujúcich sa objektov vo velmi širokom rozsahu, přitom je konštrukčne jednoduchý a výrobně nenáročný.The invention of the cascade dual-diaphragm accelerometer makes it possible to measure the acceleration, instantaneous velocity and path of moving objects over a very wide range, while being simple to construct and easy to manufacture.

Příklad kaskádového dvojmembránového akcelerometra je v řeze znázorněný na pripojenom výkrese.An example of a cascading dual-diaphragm accelerometer is shown in cross-section in the attached drawing.

Akcelerometer sa skládá z kaskádovo spojených válcových telies 1, v ktorých sú vsuvme uložené izolačně puzdrá 4 so zalisovanými citlivými polymérovými membránami 2, 3. Na polymerových membránách 2, 3 sú centricky nalepené pohyblivé kondenzátorové došky 5, 6 a 8 s kontaktmi 7, pričom pevné kontakty 9 sú vodivo spojené vodičmi 10 so zmiešavačmi elektrického napatia 11. Pevné kondenzátorové došky 12, 13 sú upevněné v izolačných puzdrách 4 a vodivo spojené špirálami 15, 1B cez izolované kolíky 18, s frekvenčnými generátormi 23, 24. Pohyblivé kondenzátorové došky 5, 6 sú vodivo spojené špirálami 17 s kolíkmi 19.The accelerometer consists of cascaded cylindrical bodies 1, in which are inserted insulating sleeves 4 with pressed-on sensitive polymer membranes 2, 3. Movable capacitor plates 5, 6 and 8 with contacts 7 are fixed centrally on the polymer membranes 2, 3, with fixed contacts 7, the contacts 9 are conductively connected by conductors 10 to the electric voltage mixers 11. Fixed capacitor thatch 12, 13 are fixed in the insulating sleeves 4 and conductively connected by the spirals 15, 1B through the insulated pins 18, to the frequency generators 23, 24. are conductively connected by spirals 17 to pins 19.

Priestor medzi pohyblivými kondenzátorovými doskami 5, 6 je vyplněný kvapalným dielektrikom 21, napíňaným cez otvor uzavretý skrutkou 22. Váčší alebo menší rozsah akcelerometra sa volí spojením příslušného pevného kontaktu 9 a kontaktov 7 na rožne velkých pohyblivých kondenzátorových doškách 5, 6 a 8 nalepených na rožne velkých polymerových membránách 2, 3. Pri meraní sa elastický element vytvořený dvojicou pružných polymerových membrán 2, 3. kvapalným dielektrikom 21 a dvojicou pohyblivých kondenzátorových dosák 5, 6 vychýlí v důsledku posobenia zotrvačných sil na opačnú stranu ako je vektor zrýchlenia a. Změna sily ΔΡ, ktorá sposobí výchylku Ay elastického elementu pri zmene zrýchlenia o hodnotu Aa sa určí podía vztahu AP = m,* . Aa, kde m je hmotnost elastického elementu. Hladaná změna zrýchlenia Aa = AP/m. Změna zotrvačných sil AP je v rovnováhe so změnami elastických sil, pretože AP = AC. Priehyb Ay elastického elementu pri vhodnej volbě polymérových membrán 2, 3 je úmerný elastickým silám, čiže platí AP = = AC Ay « Aa. Hodnotu Ay pre určitú změnu zrýchlenia Aa možno meniť hmotnosťou m elastického elementu. Kaskáda membránových válcových telies 1 umožňuje přepínáním kontaktov 7 voliť rozsahy jednotlivých zrýchlení v širokom rozsahu, pričom jednotlivé rozsahy nadvadzujú na seba. Změny napátí AV na kondenzátorových doškách 5, 6, 12 a 13 sa vyhodnocujú v nadvazujúcich elektrických obvodoch, takže po integrácii, resp. druhej integrácii výstupných elektrických napatí AV podía času možno merať okamžitú rýchlosť, resp. dráhu za čas t.The space between the movable capacitor plates 5, 6 is filled with a liquid dielectric 21 stretched through a screw-closed hole 22. The larger or smaller range of the accelerometer is selected by connecting the respective fixed contact 9 and the contacts 7 on the spit-sized movable capacitor plates 5, 6 and 8 In the measurement, the elastic element formed by the pair of flexible polymer membranes 2, 3 by the liquid dielectric 21 and by the pair of movable capacitor plates 5, 6 is deflected by applying inertial forces to the opposite side to the acceleration vector a. The change in the force ΔΡ that causes the displacement Ay of the elastic element when the acceleration is changed by the value Aa is determined by the relation AP = m, *. Aa, where m is the weight of the elastic element. Searched acceleration change Aa = AP / m. The change in inertial forces AP is in equilibrium with changes in elastic forces because AP = AC. The deflection Ay of the elastic element at the appropriate choice of polymer membranes 2, 3 is proportional to the elastic forces, i.e. AP = = AC Ay-Aa. The value of Ay for a certain acceleration change Aa can be varied by the mass m of the elastic element. The cascade of diaphragm cylindrical bodies 1 makes it possible, by switching the contacts 7, to select the ranges of individual accelerations over a wide range, whereby the individual ranges are connected to one another. AV voltage variations at capacitor plates 5, 6, 12 and 13 are evaluated in the downstream electrical circuits. The second integration of the AV output voltage voltages over time can be used to measure the instantaneous velocity, respectively. trajectory over time t.

Kaskádový dvojmembránový akcelerometer možno uplatnit na meranie zrýchlenia, resp. okamžitej rýchlosti a dráhy na pohybujúcich sa objektoch.A cascading dual-diaphragm accelerometer can be used to measure acceleration and acceleration respectively. instantaneous velocities and paths on moving objects.

Claims

SUBJECT

Cascade double diaphragm accelerometer consisting of cylindrical bodies in which polymer membranes with capacitor plates are mounted, characterized in that cascaded cylindrical bodies (1) are fitted with sliding sleeves (4) in which sensitive polymeric membranes (2, 3) are mounted ) with a centrally mounted movable capacitor dosYNÁLEZU kami (5, 6) with the contacts (7), between which the fixed contact (9) and the liquid dielectric (21), wherein the movable capacitor plates (5, 6) are conductively ¹ connected coils (17 ) with the pins (19) and the fixed capacitor sockets (12, 13) are conductively connected by spirals (15, 16) to the pins (18, 20) connected to the frequency generators (23, 24).