PL106556B1

PL106556B1 - TENSOMETRIC ACCELERATION TRANSDUCER FOR MECHANICAL VEHICLES

Info

Publication number: PL106556B1
Application number: PL19762077A
Authority: PL
Inventors: Bogdan Moesche; Tadeusz Szczyglak; Wlodzimierz Kosucinski; Janusz Szewczyk; Krzysztof Tomaszewski
Original assignee: Politechnika Warszawska
Priority date: 1977-04-25
Filing date: 1977-04-25
Publication date: 1979-12-31
Also published as: PL197620A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest tensometryczny przetwornik przyspieszenia pojazdów me¬ chanicznych, stosowany zwlaszcza do pomiaru przyspie¬ szenia pojazdów samochodowych.The subject of the invention is vehicle tensometric acceleration converter chanicals, used especially for measuring acceleration sewing of motor vehicles.

Stan techniki. Znany jest tensometryczny przetwornik 5 przyspieszenia pojazdów mechanicznych, skladajacy sie z plaskiej belki sprezystej umocowanej jednym koncem do podstawy i z masy sejsmicznej osadzonej na wolnym koncu tej belki.State of the art. A strain gauge transducer 5 is known acceleration of motor vehicles, consisting of from a flat elastic beam attached at one end to base and loose seismic mass end of this beam.

Natomiast po obu stronach plaskiej belki sprezystej sa w naklejone tensometry, których wyjscia sa polaczone z tenso- metrycznym mostkiem Wheatstone'a wyskalowanym i wyce- chowanym w jednostkach przyspieszenia. Ponadto przetwor¬ nik jest umieszczony w szczelnej obudowie, wypelnionej ciecza tlumiaca, zas konce tensometrów sa wyprowadzone 15 do tensometrycznego mostka poprzez elektryczne przepusty umieszczone w obudowie i uszczelnione poprzez zalanie " masa izolacyjna. Wada tego przetwornika jest mala do¬ kladnosc pomiaru przyspieszen oraz niedostateczne pasmo przenoszonych czestotliwosci mierzonych przyspie- 20 szen, jak równiez duzy wplyw drgan i wibracji badanego pojazdu wystepujacych w czisie jego ruchu. Ponadto przetwornik ten posiada mala odpornosc na przeciazenia i udary oraz znaczny wplyw przyspieszen wystepujacych w innych kierunkach niz kierunek ruchu pojazdu. 2S Istota wynalazku. Tensometryczny przetwornik we¬ dlug wynalazku, charakteryzuje sie tym, ze masa sejsmiczna jest zawieszona ni dwóch membranach o sztywnosci co najmniej 4-krotnie mniejszej od sztywnosci belki plaskiej, przy czym masa sejsmiczna jest polaczona x belka phska 33 za pomoca ciegna przechodzacego przez ogranicznik ruchu wzdluznego tej masy sejsmicznej.However, on both sides of the flat elastic beam there are w glued strain gauges whose outputs are connected to strain gauges metric Wheatstone bridge, calibrated and hidden in acceleration units. Moreover, the converter The nickel is placed in a sealed, filled housing damping liquid, and the ends of the strain gauges are brought out 15 to the strain gauge bridge through electrical bushings placed in the housing and sealed by spill " insulating mass. The disadvantage of this converter is minor accuracy of acceleration measurement and inadequate band of transmitted frequencies of measured acceleration 20 chen, as well as the high impact of vibration and vibration of the subject the vehicle is present in its movement. also This converter has a low resistance to overload and shocks and the significant effect of the accelerations that occur in other directions than the direction of vehicle movement. 2S The essence of the invention. Inline strain gauge transducer debt of the invention, characterized by the fact that a seismic mass is suspended from two diaphragms of stiffness co at least 4 times lower than the stiffness of a flat beam, where the seismic mass is connected by x Phsky beam 33 with a cable passing through the limiter longitudinal movement of this seismic mass.

Natomiast przepust elektryczny jest osadzony na trzy- maczu sprezystym przymocowanym do kolumienek usta¬ lajacych belke plaska wzgledem pierscienia ustalajacego i zamocowany do obudowy poprzez uszczelke oringowa dociskana do tej obudowy nakretka. Ponadto ogranicznik ruchu wzdluznego masy sejsmicznej stanowia tuleja z kol¬ nierzem zamocowane rozlacznie do tej masy sejsmicznej orazpierscien ograniczajacy ruch masy sejsmicznej w jednym kierunku, osadzony na pierscieniu ustalajacym belke plaska wzgledem korpusu przetwornika, posiadajacym cylindry¬ czny kolnierz ograniczajacy ruch masy sejsmicznej w drugim kierunku.On the other hand, the electric bushing is mounted on three elastic mace attached to the pillars of the mouth flat against the locating ring and attached to the housing with an O-ring a nut pressed against this housing. In addition, a limiter longitudinal movement of the seismic mass is a sleeve with a wheel silicon separately attached to this seismic mass and a wall to limit the movement of the seismic mass in one direction, seated on the flat beam locating ring with respect to the transducer body having cylinders a joint flange limiting the movement of the seismic mass in the second direction.

Korzystnie jest, jezeli ciegno laczy sie z belka plaska poprzez polaczony z nim rozlacznie pierscien ciegna i tuleja ciegna zamocowana rozlacznie do belki plaskiej, zas na tulei ciegna jest nasadzona nakretka ciegna docis¬ niecie której do pierscienia ciegna ustala polaczenie.Preferably, the tie rod connects to the flat beam through a ring of a link which is connected to it separately and a pull rod sleeve detachably attached to a flat beam, and the pull rod nut is put on the pull rod sleeve the link to the ring of the tendon is established.

Korzystne skutki techniczne wynalazku. Tensome¬ tryczny przetwornik zgodnie z wynalazkiem jest latwy w montazu, i posiada dobra regulacje warunków poczatko¬ wych pracy przetwornika. Dzieki zastosowaniu ogranicznika ruchu wzdluznego charakteryzuje sie znaczna odpornoscia na przeciazenia i udary, oraz dzieki zawieszeniu masy sej- smiczaej na dwóch membranach ma mala czulosc na zakló¬ cajace przyspieszenia i dogania wystepujace w innym kie¬ runku niz w kierunku mierzonym. Umozliwia równiez, dzieki uszczelnieniu obudowy z korpusem oraz przepustu elektrycznego z obudowa zastosowanie zarówno tlumienia 106 55C106 556 3 cieczowego jak i tlumienia gazowego. Pomimo zastosowania duzej masy inercyjnej w celu uzyskania wysokiej czestotli¬ wosci drgan wlasnych i duzej czulosci, charakteryzuje sie zwartakonstrukcja.Advantageous technical effects of the invention. Tensome¬ A tric converter according to the invention is easy in assembly, and has good regulation of starting conditions transducer work. Thanks to the use of a limiter longitudinal movement is characterized by considerable resistance to overloads and shocks, and due to the suspension of the The lash on two diaphragms has a low noise sensitivity catching up and accelerating elsewhere in the direction measured. It also allows thanks to the sealing of the housing with the body and the passage electrical with housing use both damping 106 55C106 556 3 liquid and gas damping. Despite the use of large inertial mass to obtain high frequency good vibration of its own and high sensitivity, is characterized by compact design.

Objasnienie rysunku, przedmiot wynalazku jest blizej objasniony w przykladzie wykonania na rysunku, który przedstawia tensometryczny przetwornik przyspieszenia pojazdów mechanicznych w przekroju podluznym.Explanation of the drawing, the subject of the invention is closer explained in the embodiment example in the drawing, which shows a strain gage acceleration converter motor vehicles in longitudinal section.

Przyklad wykonania wynalazku. Tensometryczny przetwornik zawiera korpus % wewnatrz którego znajduje sie masa 2 sejsmiczna, zawieszona na dwóch kolowych mem¬ branach 3 o sztywnosci co najmniej 10-krotnie mniejszej od sztywnosci kolowej belki 4 plaskiej. Membrany 3 sa polaczone z pierscieniami 5 membran, utrzymywanymi w korpusie 1 za pomoca pierscieni 6 dociskowych. Ponadto na jednym koncu masy sejsmicznej jest zamocowany tlok 7 tlumika, który zapewnia jednoczesnie polaczenie tej masy 2 z jedna z kolowych membran 3. Drugi koniec masy 2 posiada wystep 8 osadczy poprzez który zamocowana jest ona do drugiej kolowej membrany 3 za pomoca nakretki 9. Wystep 8 osadczy jest polaczony rozlacznie z tuleja 10 posiadajaca kolnierz 11 ogranicznika 32 ruchu wzdluznego masy 2 sejsmicznej.Example of an embodiment of the invention. Tensometric the transducer has a body% inside which it is located a seismic mass, suspended on two circular memes branches 3 with a stiffness of at least 10 times lower from the circular stiffness of a 4 flat beam. Membranes 3 sa connected to the rings of 5 diaphragms, held in the body 1 by means of 6 pressure rings. also at one end of the seismic mass is fixed a piston 7 of a damper that ensures connection at the same time of this mass 2 with one of the circular membranes 3. The other end of the mass 2 has an 8 seating projection through which it is attached it is connected to the second circular diaphragm 3 by means of a nut 9. The mounting lug 8 is detachably connected to the sleeve 10 having a collar 11 of a longitudinal stop 32 2 seismic mass.

Zmiana polozenia tuki 10 wzgledem pierscienia 12 z kolnierzem 13 ustalajacego kalowa belke 4 plaska wzgle¬ dem korpusu 1, pozwala na ustalenie zakresu przemiesz¬ czen ruchu masy 2 sejsmicznej, w jednym kierunku, zas pierscien 14 ogranicznika osadzony na pierscieniu 12 usta¬ lajacym pozwala na ustalenie zakresu przemieszczen ruchu masy sejsmicznej w drugim kierunku. Do pierscienia 12 ustalajacego jest zamocowana kolowa belka 4 plaska za po¬ srednictwem kolumienek 15. Ciegno 16 laczy sie jednym koncem z masa 2 sejsmiczna, zas drugim koncem laczy sie z pierscieniem 17 ciegna posiadajacym kolnierz 18, który jest dociskany za pomoca nakretki 19 do tulei 20 ciegna.Change of position of the tuck 10 in relation to the ring 12 with a collar 13 for retaining a charcoal beam 4 flat against body 1, allows the range of displacement to be determined the movement of the seismic mass 2 in one direction, as well as the ring 14 of the limiter is mounted on the ring 12 of the position lajacym allows you to determine the range of movement displacements seismic mass in the other direction. Up to ring 12 to the fixing bracket, a circular beam 4 is fastened flat by a clip Through the columns 15. The pipe 16 is joined by one end with a seismic mass, and with the other end it merges with a 17-cord ring having an 18 collar, which is pressed against the rod bushing 20 by means of a nut 19.

Tuleja20 ciegna jest polaczona z kolowa belka 4 plaska za posrednictwem nakretki 21.The bushing 20 of the link is connected to the circular beam 4 flat behind via nut 21.

Zmiana polozenia pierscienia 17 ciegna i nakretki 19 ciegna pozwala na ustalenie spoczynkowego polozenia ko¬ lowej belki 4 plaskiej, a tym samym ustalenie warunków poczatkowych pracy przetwornika. Do kolumienek 15 jest zamocowany trzymacz 22 sprezysty za pomoca nakretek 23. ^ta trzymaczu 22 sprezystym jest osadzony za pomoca na¬ kretki 24 przepust 25 elektryczny a bolcami 26 przepusto¬ wymi, z którymi sa polaczone tensometry 27 elektrooporowe umieszczone na kolowej belce 4 plaskiej. W celu uszczel¬ nienia polaczenia przepustu 25 elektrycznego z obudowa 28 przetwornika osadzona na korpusie 1, do tej obudowy prze¬ pust 25 jest dociskany poprzez uszczelke 29 oringowa na- 4 kretka 30. Ponadto uszczelka 31 oringowa uszczelnia po¬ laczenie korpusu 1 z obudowa 28.Changing the position of the ring 17 pins and nuts 19 the cable allows to establish the resting position of the horse 4 of the flat beam, thus establishing the conditions initial operation of the converter. There are 15 columns to the columns the spring holder 22 is secured by means of nuts 23. The spring holder 22 is seated by means of a pin cable glands 24 electrical cable gland and pins 26 cable gland with which 27 electrofusion strain gauges are connected placed on a circular 4 flat beam. In order to seal connection of the electrical bushing 25 with the housing 28 the transducer is mounted on the housing 1, to this housing the hollow 25 is pressed by the O-ring seal 29 onto the 4 the ring 30. In addition, the O-ring 31 seals the joints body 1 and housing connection 28.

Tensometryczny przetwornik dziala w sposób nizej opisany. Przetwornik umieszczony jest na pojezdzie samo- chodowym tak, zeby jego os wzdluzna byla zgodna z kie¬ runkiem mierzonego przyspieszenia liniowego. Pod wply¬ wem przyspieszen pojazdu dzialajacych w kierunku osi wzdluznej przetwornika wystepuje przemieszczenie masy 2 sejsmicznej wzgledem kolowej belki 4 plaskiej. Poniewaz masa 2 sejsmiczna jest sztywno polaczona? kolowa belka 4 plaska za posrednictwem ciegna 16, to belka 4 ulega od¬ ksztalceniu a wraz z ta belka ulegaja odksztalceniu tenso¬ metry 27. Odksztalcenie tensometrów powoduje zmiane ich rezystancji, która to zmiana rezystancji zostaje prze- tworzona na sygnal elektryczny proporcjonalny do mierzo¬ nego przyspieszenia pojazdu samochodowego.A strain gauge transducer works in a lower way described. The transducer is placed on a car of the head so that its longitudinal axis is in line with the gear the measured linear acceleration. Affected the acceleration of the vehicle acting in the direction of the axle longitudinal transducer, there is a mass shift 2 seismic with respect to the circular 4 beam. Because seismic mass 2 is rigidly connected? circular beam 4 flat via the link 16, the beam 4 is distorted and with this beam they deform tenso meters 27. The deformation of the strain gauges causes a change their resistance, which change in resistance is created on an electric signal proportional to the measure the acceleration of the motor vehicle.

Claims

Patent claims

1.A tensometric acceleration transducer of motor vehicles, having a seismic mass and tensometers situated on the surface of a flat beam, placed in a sealed casing filled with damping liquid, characterized in that the seismic mass (2) is suspended on two membranes (3) with a stiffness of 25 at least 4 times smaller than the stiffness of the flat beam (4), while the seismic mass (2) is connected to the flat beam (4) by means of a link (16) passing through the limiter (32) of the longitudinal movement of this mass, and the culvert (24) the electric is mounted on the rod (22) resilient attached to the columns (15) holding the beam (4) flat against the retaining ring (12) and connects to the housing (28) through the O-ring (29) pressed against this nut housing (30).

2. A strain gauge transducer according to claim 1, characterized in that the limiter (32) of the longitudinal movement of the seismic mass (2) is a sleeve (10) with a collar (11) attached separately to the seismic mass (2) and a ring (li) limiting the movement of this mass in one direction , mounted on the ring (12) holding the beam (4) flat against the body (1), which ring has a cylindrical flange (13) limiting the movement of the seismic mass (2) in the other direction.

3. A strain gauge transducer according to claim 1, characterized by the fact that the tie rod (16) connects to the beam (4) of the flat 45 through a detachably connected ring (17) of the tie rod (18) and the rod bushing (20) detachably attached to the beam (4). ) flat, with the cable sleeve (20) fitted with the cable nut (19), pressing which against the cable ring (17) fixes this 50 connection. 106 556