PL125557B1 - Method of and system for measurement of accelerations - Google Patents

Method of and system for measurement of accelerations Download PDF

Info

Publication number
PL125557B1
PL125557B1 PL21660679A PL21660679A PL125557B1 PL 125557 B1 PL125557 B1 PL 125557B1 PL 21660679 A PL21660679 A PL 21660679A PL 21660679 A PL21660679 A PL 21660679A PL 125557 B1 PL125557 B1 PL 125557B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
transducer
mercury
voltage
capillary
movement
Prior art date
Application number
PL21660679A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL216606A1 (en
Inventor
Zbigniew Figaszewski
Original Assignee
Univ Warszawski
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Warszawski filed Critical Univ Warszawski
Priority to PL21660679A priority Critical patent/PL125557B1/en
Publication of PL216606A1 publication Critical patent/PL216606A1/xx
Publication of PL125557B1 publication Critical patent/PL125557B1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i uklad do mierzenia przaspieszen przetwornikiem elektrokapilarnym.Wynalazek jest w zasadzie przeznaczony do mierzenia amplitudy przyspieszen zmiennych, ale moze byc równiez stosowany przy skokach lub impulsach przyspieszen.Stan techniki. Przetwornik elektrokapilarny stanowi kapilara z materialu izolacyjnego, zwla¬ szcza szkla, wypelniona na przemian slupkami rteci i roztworu elektrolitu, który moze byc zzelowany. Z dwóch slupków rteci, zwlaszcza skrajnych, sa wyprowadzone kontakty elektryczne, umozliwiajace dolaczenie do tych kontaktów elektrycznego ukladu pomiarowego.Dzialanie czynnika mechanicznego, na przyklad drgan kapilary, powoduje ruch cieklego wypelnienia tej kapilary, to znaczy odksztalcanie menisków rteci i/lub przemieszczanie sie dupków rteci wzgledem warstewek roztworu, które wcisnely sie pomiedzy wewnetrzna scianke kapilary a zewnetrzne, boczne powierzchnie slupków rteci. Na granicach faz rtec-roztwór znajduje sie ladu¬ nek elektryczny. Dlatego ruch zachodzacy na granicach faz powoduje ruch ladunku elektrycznego, co wywoluje powstawanie sygnalu elektrycznego na wyprowadzonych kontaktach elektrycznych.Sygnal ten moze byc pobierany przez aparature pomiarowa w postaci napieciowej lub pradowej, w zaleznosci od impedancji wejsciowej tejze aparatury.W znanych ukladach do mierzenia przyspieszen przetwornikiem elektrokapilarnym oba kontakty przetwornika laczy sie ze wzmacniaczem i woltomierzem.Znany sposób mierzenia przyspieszen przetwornikiem elektrokapilarnym polega na tym, ze dzialajac na przetwornik okreslonym przyspieszeniem, mierzy sie generowane w przetworniku napiecie, którego wielkosc jest funkcja zmian przyspieszenia w zestawieniu ze zmianami czestotli¬ wosci. Przy stalej amplitudzie przyspieszenia, w zakresie niskich czestotliwosci — ponizej czestotli¬ wosci rezonansowej — przetworniki elektrokapilarne wykazuja plaska charakterstyke, jezeli rezystancja wejsciowa przyrzadujest wystarczajaco wysoka. Jak wykazala praktyka, dolna granica plaskiej charakterystyki przetwornika elektrokapilarnego z wyjsciem rozwartym, to znaczy takiego, do którego dolaczony jest miernik o wysokiej rezystancji wejsciowej, przy zadanej doklad¬ nosci pomiaru na przyklad 1%, wynosi okolo 30 Hz.2 125557 Niedogodnosc stosowania znanego sposobu i ukladu do mierzenia przyspieszen przetworni¬ kiem elektrokapilarnym wynika z koniecznosci uwzgledniania dodatkowo — dla czestotliwosci ponizej dolnej granicy plaskiej charakterystyki przetwornika — zaleznosci czulosci przetwornika od czestotliwosci drgan.Istota wynalazku. Istota wynalazku w odniesieniu do sposobu mierzenia przyspieszen przet¬ wornikiem elektrokapilarnym polega na poddawaniu przetwornika dzialaniu czynnika mechani¬ cznego, na przyklad drgan, powodujacym ruch cieklego wypelnienia kapilary przetwornika, to znaczy odksztalcanie menisków rteci i/lub przemieszczanie sie slupków rteci wzgledem warstewek roztworu, które wcisnely sie pomiedzy wewnetrzna scianke kapilary, a zewnetrzne, boczne powierzchnie slupków rteci, czyli ruch na granicy faz rtec-roztwór, a w konsekwencji ruch ladunku elektrycznego, wywolujacy powstawanie sygnalu elektrycznego na wyprowadzonych z kapilary kontaktach elektrycznych, pobieranego przez aparature pomiarowa w postaci napieciowej, a charakteryzuje sie tym, ze sygnal napieciowy wyjsciowego pradu zwarcia przetwornika calkuje sie, a nastepnie tak przetworzone napiecie mierzy sie miernikiem napiecia, zwlaszcza miliwoltomie- rzem.Istota wynalazku w odniesieniu do ukladu do mierzenia przyspieszen przetwornikiem elektro¬ kapilarnym, skladajacego sie z przetwornika, którego jeden zacisk jest dolaczony do masy, a drugi do miernika napiecia, polega na tym, ze w obwód wyjsciowy przetwornika wlaczone sa szeregowo konwerter prad-napiecie i uklad calkujacy, w postaci zwlaszcza wzmacniacza operacyjnego i kondensatora.Zaleta sposobu i ukladu wedlug wynalazku jest to, ze zamieniajac prad zwarcia przetwornika na sygnal napieciowy i jednoczesnie calkujac ten sygnal, na wyjsciu wzmacniacza operacyjnego otrzymuje sie napiecie, którego wartosc amplitudy jest niezalezna od czestotliwosci, a wprost proporcjonalna do ampilitudy przyspieszen ruchu drgajacego, nawet w zakresie bardzo niskich czestotliwosci, co doswiadczalnie sprawdzono dla czestotliwosci drgan rzedu Hz"3.Objasnienie rysunku. Praktyczny przyklad wykorzystania wynalazku pokazano na rysunku, przedstawiajacym schemat ideowy ukladu.Przyklad. Uklad do mierzenia przyspieszen sklada sie zprzetwornika 1 elektrokapilarnego, którego jeden zacisk jest dolaczony do masy 2, a drugi do wejscia odwracajacego wzmacniacza 3 operacyjnego, do którego to wejscia jest równiez dolaczonajedna okladka kondensatora 4, którego druga okladka jest dolaczona do wyjscia wzmacniacza 3 operacyjnego. Wejscie nieodwracajace wzmacniacza 3 operacyjnego jest dolaczone do masy 2. Wyjscie wzmacniacza 3 operacyjnego jest polaczone z niepokazanym na rysunku miliwoltomierzem.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób mierzenia przyspieszen, przetwornikiem elektrokapilarnym, polegajacy na podda¬ waniu przetwornika dzialaniu czynnika mechanicznego, na przyklad drgan, powodujacym ruch cieklego wypelnienia kapilary przetwornika, to znaczy odksztalcenie menisków rteci i/lub przemie¬ szczanie sie slupków rteci wzgledem warstewek roztworu, które wcisnely sie pomiedzy wewnetrzna scianke kapilary, a zewnetrzne, boczne powierzchnie slupków rteci, czyli ruch na granicy faz rtec-roztwór, a w konsekwencji ruch ladunku elektrycznego, wywolujacy powstawanie sygnalu elektrycznego na wyprowadzonych z kapilary kontaktach elektrycznych, pobieranego przez apara¬ ture pomiarowa w postaci napieciowej, znamienny tym, ze sygnal napieciowy wyjsciowego pradu zwarcia przetwornika calkuje sie, a nastepnie tak przetworzone napiecie mierzy sie miernikiem napiecia, zwlaszcza miliwoltomierzem. 2. Uklad do mierzenia przyspieszen, przetwornikiem elektrokapilarnym, skladajacy sie z przetwornika, którego jeden zacisk jest dolaczony do masy, a drugi do miernika napiecia, zna¬ mienny tym, ze w obwód wyjsciowy przetwornika (1) wlaczone sa szeregowo konwerter prad- napiecie i uklad calkujacy, w postaci zwlaszcza wzmacniacza (3) operacyjnego i kondensatora (4).125557 4 PLThe subject of the invention is a method and system for measuring acceleration with an electrocapillary transducer. The invention is basically intended for measuring the amplitude of the acceleration of variable accelerations, but can also be used for acceleration jumps or pulses. State of the art. The electrocapillary transducer is a capillary made of an insulating material, especially glass, filled alternately with bars of mercury and an electrolyte solution, which may be gelled. From two bars of mercury, especially the extreme ones, electrical contacts are derived, enabling the connection of an electric measuring system to these contacts. The action of a mechanical factor, for example, vibration of the capillary, causes the movement of the liquid filling of this capillary, i.e. the deformation of the mercury meniscus and / or the movement of mercury assholes. with respect to the films of the solution, which are pressed between the inner wall of the capillary and the outer, side surfaces of the mercury bars. There is an electric charge at the mercury-solution interface. Therefore, the motion occurring at the phase boundaries causes the movement of the electric charge, which causes the formation of an electric signal on the led out electric contacts. This signal can be taken by the measuring apparatus in the form of voltage or current, depending on the input impedance of this apparatus. Both contacts of the converter are connected to an amplifier and a voltmeter by electrocapillary electrocapillary action. At a constant acceleration amplitude, in the low frequency range - below the resonance frequency - the electrocapillary transducers exhibit a flat characteristic when the input resistance of the instrument is sufficiently high. As practice has shown, the lower limit of the flat characteristic of an electrocapillary transducer with an open output, i.e. one to which a meter with high input resistance is connected, with a given measurement accuracy of, for example, 1%, is approximately 30 Hz.2 125557 The inconvenience of using the known method and the system for measuring acceleration with an electrocapillary converter results from the necessity to take into account additionally - for frequencies below the lower limit of the flat transducer characteristic - the dependence of the transducer sensitivity on the vibration frequency. The essence of the invention. The essence of the invention with regard to the method of measuring acceleration with an electrocapillary transducer consists in exposing the transducer to a mechanical agent, for example vibration, causing the movement of the liquid filling of the transducer capillary, i.e. deformation of the mercury meniscus and / or movement of mercury pistils with respect to the solution films, They are squeezed between the inner wall of the capillary and the outer, side surfaces of the mercury bars, i.e. the movement at the mercury-solution interface, and consequently the movement of the electric charge, causing the formation of an electric signal on the electric contacts led out of the capillary, collected by the measuring apparatus in the form of a voltage, and is characterized by the fact that the voltage signal of the output short-circuit current of the transducer is aggregated, and then the voltage processed in this way is measured with a voltage meter, in particular with a millivoltmeter. The essence of the invention in relation to the system for measuring acceleration with an electro converter a transducer, consisting of a transducer, one terminal of which is connected to the ground, and the other to a voltage meter, consists in the fact that the output circuit of the transducer is connected in series with a current-voltage converter and an integrator, especially in the form of an operational amplifier and a capacitor. of the method and system according to the invention is that by converting the short-circuit current of the transducer into a voltage signal and at the same time integrating this signal, at the output of the operational amplifier a voltage is obtained, the amplitude value of which is independent of the frequency, and directly proportional to the amplitude of the acceleration of the oscillating motion, even in the range very low frequencies, which was verified experimentally for the frequency of Hz order "3. Explanation of the figure. A practical example of the use of the invention is shown in the figure showing a schematic diagram of the system. The acceleration measuring system consists of an electrocapillary transducer 1, one terminal of which is connected to ground 2 and the other to the input of the inverting 3 operational amplifier, to which input is also connected one capacitor cover 4, the second cover of which is connected to the output of the 3 operational amplifier. The non-inverting input of the operational amplifier 3 is connected to ground 2. The output of the operational amplifier 3 is connected to a millivoltmeter not shown in the drawing. Patent claims 1. A method of measuring acceleration, an electrocapillary transducer, consisting in subjecting the transducer to a mechanical factor, for example vibration causing motion liquid filling of the transducer capillary, that is, deformation of the mercury meniscus and / or displacement of mercury columns against the films of the solution, which are pressed between the inner wall of the capillary and the outer, side surfaces of mercury columns, i.e. movement at the interface-mercury interface, and consequently movement of the electric charge, causing the formation of an electric signal on the electric contacts derived from the capillary, collected by the measuring apparatus in the form of voltage, characterized by the fact that the voltage signal of the output short-circuit current of the transducer is combined, and then the voltage processed in this way You measure yourself with a voltage meter, especially a millivoltmeter. 2. Acceleration measuring system with an electrocapillary transducer, consisting of a transducer, one terminal of which is connected to the ground and the other to a voltage meter, characterized by the fact that the transducer output circuit (1) is connected in series with the current-voltage converter and an integrator, in particular in the form of an operational amplifier (3) and a capacitor (4). 125 557 4 EN

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe 1. Sposób mierzenia przyspieszen, przetwornikiem elektrokapilarnym, polegajacy na podda¬ waniu przetwornika dzialaniu czynnika mechanicznego, na przyklad drgan, powodujacym ruch cieklego wypelnienia kapilary przetwornika, to znaczy odksztalcenie menisków rteci i/lub przemie¬ szczanie sie slupków rteci wzgledem warstewek roztworu, które wcisnely sie pomiedzy wewnetrzna scianke kapilary, a zewnetrzne, boczne powierzchnie slupków rteci, czyli ruch na granicy faz rtec-roztwór, a w konsekwencji ruch ladunku elektrycznego, wywolujacy powstawanie sygnalu elektrycznego na wyprowadzonych z kapilary kontaktach elektrycznych, pobieranego przez apara¬ ture pomiarowa w postaci napieciowej, znamienny tym, ze sygnal napieciowy wyjsciowego pradu zwarcia przetwornika calkuje sie, a nastepnie tak przetworzone napiecie mierzy sie miernikiem napiecia, zwlaszcza miliwoltomierzem.Claims 1. A method of measuring acceleration, with an electrocapillary transducer, consisting in subjecting the transducer to the action of a mechanical factor, for example vibration, causing the movement of the liquid filling of the transducer capillary, i.e. deformation of the mercury meniscus and / or displacement of mercury pistils with respect to the films, which are squeezed between the inner wall of the capillary and the outer, side surfaces of the mercury bars, i.e. the movement at the mercury-solution interface and, consequently, the movement of the electric charge, causing the formation of an electric signal on the electric contacts led out of the capillary, collected by the measuring apparatus in the form of the voltage signal, characterized in that the voltage signal of the output short-circuit current of the transducer is integrated, and then the voltage processed in this way is measured with a voltage meter, especially with a millivoltmeter. 2. Uklad do mierzenia przyspieszen, przetwornikiem elektrokapilarnym, skladajacy sie z przetwornika, którego jeden zacisk jest dolaczony do masy, a drugi do miernika napiecia, zna¬ mienny tym, ze w obwód wyjsciowy przetwornika (1) wlaczone sa szeregowo konwerter prad- napiecie i uklad calkujacy, w postaci zwlaszcza wzmacniacza (3) operacyjnego i kondensatora (4).125557 4 PL2. Acceleration measuring system with an electrocapillary transducer, consisting of a transducer, one terminal of which is connected to the ground and the other to a voltage meter, characterized by the fact that the transducer output circuit (1) is connected in series with the current-voltage converter and an integrator, in particular in the form of an operational amplifier (3) and a capacitor (4). 125 557 4 EN
PL21660679A 1979-06-26 1979-06-26 Method of and system for measurement of accelerations PL125557B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL21660679A PL125557B1 (en) 1979-06-26 1979-06-26 Method of and system for measurement of accelerations

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL21660679A PL125557B1 (en) 1979-06-26 1979-06-26 Method of and system for measurement of accelerations

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL216606A1 PL216606A1 (en) 1981-01-16
PL125557B1 true PL125557B1 (en) 1983-05-31

Family

ID=19997079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL21660679A PL125557B1 (en) 1979-06-26 1979-06-26 Method of and system for measurement of accelerations

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL125557B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL216606A1 (en) 1981-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1155197A (en) Ultra sensitive liquid level detector and method
US2837082A (en) Accelerometer
US6382025B1 (en) Rotational rate sensor
PL125557B1 (en) Method of and system for measurement of accelerations
FI84666B (en) MAETKOPPLING FOER SMAO KAPASITANSER.
SU1052982A1 (en) Device for measuring kinetics of evaporation of fluid drop
SU960604A1 (en) Device for determination of solid body thermap expansion coefficient
RU2030739C1 (en) Device for measuring humidity of loose materials
RU2097797C1 (en) Atmospheric precipitation indicator
SU798550A1 (en) Viscosimeter
RU1841276C (en) Electromechanical device for measuring mechanical quantities
SU879484A1 (en) Device for measuring current
Figaszewski et al. Electrocapillary sensing devices. VI. Displacement meters
RU2055352C1 (en) Vibration conductivity measuring device
SU781602A1 (en) Vibration batch meter
SU920524A1 (en) Device for determination of physical chemical parameters of various media
SU728099A1 (en) Magnetic induction measuring device
SU949471A1 (en) Device for measuring humidity
SU609950A1 (en) Device for measuring the angle of deflection from vertical
SU685957A1 (en) Vibration-type viscosimeter
RU2017166C1 (en) Magnetic-field intensity measuring instrument
SU851243A1 (en) Substance concentration measuring method
SU1145307A1 (en) Charge relaxation time measuring method
RU1822968C (en) Capacitance-type sensor
SU750283A1 (en) Vibration sensor