CS238837B1 - Sensor of accelertion of translational and rotary movements - Google Patents

Description

238837

Vynález sa týká suímača zrýchlenia trans-lačného a rotačného pohybu. Snímač jevhodný na použitie v oblasti telesnej výcho-vy alebo v iných odborocb při meraní pa-rametrov pohybu telies v priestore.

Na snímače zrýchlenia používané vo vý-skume v oblasti tělovýchovy sú kladené ex-trémně požiadavky. Musia byť miniaturně, abysvojou hmotnosťou neovplyvňovali meranie.Musia zniesť velmi hrubé zaobchádzanie prisamotnom športovom úkone. Výstupný sig-nál zo snímača zrýchlenia musí byť dosta-točne silný, aby nebolo nutné používat kom-plikované vyhodnocovacie zariadenie. Sní-mač přitom musí byť dostatočne přesný acitlivý.

Na snímače zrýchlenia sa využívajú rož-ne technické principy a mechanické uspo-riadania. Často sú používané snímače zalo-žené na využívaní piezoelektrického javu.Ich nevýhodou je výstupný signál s nízkouvýkonovou úrovňou a nutnosťou používatna vyhodnotenie zariadenia s vysokýmvstupným odporom. Niektoré konštrukcieneznášajú extrémně preťaženie, napříkladneopatrné položenie na tvrdú podložku. Nakonštrukciu suímačov sa často využívajú ajtenzometre. Sú známe rožne mechanickéusporiadania.’IcJr nevýhodou je, že nie súschopné odlišit zrýchlenie translačného po-hybu od uhlového zrýchlenia.

Uvedené nedostatky odstraňuje snímačzrýchlenia translačného a rotačného pohybupozostávajúci z dvoch tenzometrických mos-tov podlá vynálezu, ktorého podstata je vtom, že pružný člen je v střede votknutý dojadra, pričom na jednej straně pružného čle-na je umiestnené prvé závažie a nainstalo-vaný prvý tenzometrický most na registrá-ciu translačného zrýchlenia a ďalej na dru-hej straně pružného člena je umiestnenédruhé závažie a nainstalovaný druhý tenzo-metrický most na registráciu uhlovéhozrýchlenia.

Pokrok snímača zrýchlenia podlá vynále-zu spočívá predovšetkým v tom, že umožňu-je merať velkost' zrýchlenia translačného po-hybu a uhlové zrýchlenie rotačného pohy-bu. Snímač zrýchlenia podlá vynálezu jevýrobně nenáročný a znáša velké pretaže-nie aj napriek tomu, že nie je nutné použí-vat robustné konštrukcie. Pri použití polo-vodičových tenzometrov dává výstupný sig-nál dost vysokej úrovně — řádové 100 mV,pričom jeho vnútorný odpor je řádové 100ohmov. Nevyžaduje technicky náročné vy-hodnocovacie zariadenie a má dobrú stabi-litu nuly.

Na pripojenom výkrese je na obr. 1 zná-zorněné usporiadanie snímača zrýchleniatranslačného a rotačného pohybu. Na obr. 2je znázorněný tenzometrický most na re-gistráciu translačného zrýchlenia a na obr. 3 je tenzometrický most na registráciu uhlo-vého zrýchlenia.

Na snímači podlá obr. 1 v jadre 10 je vstřede votknutý pružný člen 9, ktorý má na svojich koncoch přídavné druhé závažie 11a prvé závažie 12. Na protilahlých stranáchpružného člena 9 sú instalované dva tenzo-metrické mosty. Mostík tvořený tenzomet-rom 1, druhým tenzometrom 2, třetím ten-zometrom 3 a štvrtým tenzometrom 4 regist-ruje zrýchlenie vznlkajúce vplyvom trans-lačného pohybu. Mostík tvořený piatym ten-zometrom S, šiestym tenzometrom 6, sied-mym tenzometrom 7 a osmým tenzometrom8 registruje uhlové zrýchlenie vznikajúcevplyvom rotačného pohybu.

Prvý tenzometrický most na registráciutranslačného zrýchlenia na obr. 2 pozostá-va z prvej napájacej svorky 13 spojenej cezprvý tenzometer 1 s prvou výstupnou svor-kou 15, ktorá je spojená cez třetí tenzome-ter 3 na druhů napájaciu svorku 14, ktoráje spojená cez druhý tenzometer 2 na dru-hů výstupnú svorku 16, ktorá je spojená cezštvrtý tenzometer 4 na prvú napájaciu svor-ku 13.

Druhý tenzometrický most na registráciuúlového zrýchlenia na obr. 3 pozostáva ztretej napájacej svorky 17 spojenej cez pia-ty tenzometer 5 s trefou výstupnou svorkou19, ktorá je spojená cez osmy tenzometer 8so štvrtou napájacou svorkou 18, ktorá jespojená cez siedmy tenzometer 7 so štvrtouvýstupnou svorkou 20, ktorá je spojená cezsiesty tenzometer 6 s trefou napájacou svor-kou 17.

Každý pohyb telesa možeme pokladať zasúčet translačného pohybu a rotačného po-hybu. Zrýchlenie, ktoré dostaneme ako dru-hů deriváciu polohového vektora, možemeteda rozdělit na zrýchlenie translačného po-hybu a na uhlové zrýchlenie. Snímač zrých-lenia je převodník meraného zrýchlenia naveličinu, ktorá sa registruje meracím zaria-dením.

Snímač zrýchlenia podlá vynálezu pozo-stáva v podstatě z pružného člena 9 štvor-cového prierezu v střede votknutého do ja-dra 10, pričom pružný člen 9 má na svojichkoncoch upevněné na zvýšenie citlivostipřídavné prvé a druhé závažie 12, 11 a navyhodnotenie pružnej deformácie vznikajú-cej vplyvom meraného zrýchlenia má naprotitahlých stranách instalované dve stvo-říce tenzometrov, ktoré sú zapojené dodvoch mostíkov tak, aby jeden registrovalzrýchlenie translačného pohybu a druhýuhlové zrýchlenie. Dvojice tenzometrov mů-žu byť instalované na pružnom člene 9 zasebou alebo vedla seba. Jádro 10 slúži nauchytenie krytu snímača a na pripevneniesnímača na meranom mieste. Pri instalovanítenzometrov na všetkých stranách pružné-ho člena 9 získáme možnost merať zrýchle-nie v dvoch na seba kolmých rovinách. Akvotkneme do jadra 10 dve takto konstruova-né pružné členy 9, pričom ich pozdížne osizvierajú uhol 90°, získáme možnost meraťzložky zrýchlenia v priestore. Pri meranítranslačného zrýchlenia sa deformuje pruž-

Claims (2)

238837 ný člen 9 do tvaru podkovy a výstupný sig-nál dostáváme z mostíka tvořeného prvýmtenzometrom 1, druhým tenzometrom 2,třetím tenzometrom 3 a štvrtým tenzomet-rom 4. Výstupný signál z mostíka tvořené-ho piatym tenzometrom 5, šiestym tenzo-metrom 6, siedmym tenzometrom 7 a osmým tenzometrom 8 je v tomto případe nulový.Pri meraní uhlového zrýchlenia sa defor-muje pružný člen 9 do tvaru S a výstupnýsignál dostáváme iba z mostíka tvořenéhopiatym tenzometrom 5, šiestym tenzometrom6, siedmym tenzometrom 7 a osmým tenzo-metrom 8. PREDMET

1. Snímač zrýchlenia translačného a ro-tačného pohybu pozostávajúci z dvoch ten-zometrických mostov vyznačujúci sa tým,že pružný člen (9) je v střede votknutý dojadra (10), pričom na jednej straně pružné-ho člena (9) je umiestnené prvé závažie (12) a nainstalovaný prvý tenzometrickýmost na registráciu translačného zrýchle-nia a ďalej na druhej straně pružného čle-na (9) je umiestnené druhé závažie (11) anainstalovaný druhý tenzometrický most naregistráciu uhlového zrýchlenia.

2. Snímač zrýchlenia pódia bodu 1 vy-značujúci sa tým, že prvá napájacia svorku (13) prvého tenzometrického mostu na re-guláciu translačného zrýchlenia je spojenácéz prvý tenzometer (1) na prvú výstupnú VYNÁLEZU svorku (15), ktorá je spojená cez třetí ten-zometer (3) na druhů napájaciu svorku (14), ktorá je spojená cez druhý tenzometer(2) na druhů výstupnú svorku (16), ktoráje spojená cez štvrtý tenzometer (4) na pr-vú napájaciu svorku (13), pričom tretia na-pájacia svorka (17) druhého tenzometric-kého mostu na registráciu uhlového zrých-lenia je spojená cez piaty tenzometer (5) strefou výstupnou svorkou (19), ktorá je spo-jená cez osmy tenzometer (8) so štvrtounapájaciou svorkou (18), ktorá je spojenácez siedmy tenzometer (7) so štvrtou vý-stupnou svorkou (20), ktorá je spojená cezsiesty tenzometer (6) s trefou napájacousvorkou (17). 1 list výkrésov