PL45431B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano dnia 16 stycznia 19^2 r, jy § /Pcis&iaj zliczy; ;j,;;j L?idowej| POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr45431 KI, 42 o, 17 Polska Akademia Nauk*) Instytut Podstawowych Problemom Techniki — Zaklad Elektrotechniki Warszawa, Polska Przyspieszeniomierz liniowy Patent trwa od dnia 24 marca 1961 r.Istota wynalazku jest zastosowanie w przy- spieszenicniierzu ukladu magnetycznego z czuj- nltkiem Haira w charakterze przetwornika wiek kosci mechanicznej na elektryczna. Wedlug wy¬ nalazku przetwornikiem jest plytka Ha-11'a prze¬ suwajaca sie w niejednorodnym polu magne¬ tycznym. Wzgledna zmiana polozenia plytki i pola magnetycznego powoduje zmiane induk¬ cji strurntiemia maignetycznego przenikajacego plytke, co z kolei wywoluje zmiane napiecia Haira Uh Okreslonego wzorem Uh=Rh- B< I. 10 (1) gdzie Rh — stala Hall'a, wielkosc zalezna od wlasnosci fizycznych materialu plytki B- — srednia wartosc indukcji magne- *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspól¬ twórcami wynalazku sa dr inz. Maciej Nalecz i mgr Inz. Henryk Ziomecki. tycznej w kierunku prostopadlym do plytki Is — prad sterujacy czujnika d — grubosc plytki Haira Pod zalozeniem, ze w czasie trwania pomiaru wartosci Is , Rh i d sa stale UH = kAr jezeli zas Bsr = f4 (x) gdzde x — parametr okreslajacy polozenie plytki1, to UH = k, t2 (Ix) (2) Ix — przesuniecie plytki wzgledem pola maignetycznego.Uklad pracuje w najkorzystniejszych warun¬ kach, gdy zaleznosc Uh od lx jest liniowa, czyli gradient indukcji pola posiada wartosc stala.Uklady o stalej (w okreslonym obszarze pomia¬ rowym) wartosci gradientu indukcji magnetyce. nej przedstawia fig. la, b, c, przy czym zamiast magnesów trwalych moga byc zastosowane elek¬ tromagnesy,W.-jUgladzie na fig* la: pole magnetyczne wy¬ twarzane jest prfcez dwa mtgnesy zblizone do siebie biegunami równoimienaymi, bez uzycia nabiegunników. Kierunek pola na powierzchni obu biegunów jest przeciwny, w srodku symetrii geometrycznej, natezenie pola równe jest zeru, Gradfoettt pola w calym obszarze pomiedzy bie- gfc«i*mi. jest staly. Uklad na fig. Ib pozwala na osiagniecie stalej wartosci gradientu indukcji *w niewielkim zakresie przesuniecia lx, zalez¬ nym od ksztaltu nabiegunników. Przez odpo¬ wiednie uksztaltowanie tych nabiegunników mozna w pewnym obszarze Uzyskac dowolny przebieg zmiany B = f (lx), przy czym w zad¬ nym punkcie wartosc B nie jest równa zeru.Uklad na fig. lc podobnie jak fig. la obejmuje 1 punkt, w którym indukcja B=0, przy czym pr2ez odpowiednie uksztaltowanie nabiegunni¬ ków mozna osiagn4c stala wartosc gradientu in- di^tedjd w szerokim zakresie przesuniecia lx.Na^zy zwrócic uwage, ze w ukladzie fig. lc osiagnac mozna znacznie wyzsza wartosc gra¬ dientu pola niz w ukladach uwidocznionych na fig. la i fig. Ib. Kierunek poruszania sie halo- tronu w polu magnetycznymi podaja strzalki, Fttg 2 przedstawia zasade dzialania przyspie- szeniomierza * przetwornikieni Haira w ukla^ dzie magnetycznym jak na fig. la. W ^u dwu przeciwsobnie ustawionych magnesów 1 umiesz¬ czony jest czujnik Hall'a 2, stanowiacy zakon¬ czenie plaskiej sprezyny 3, wykonanej z mate~ rialu niemagnetycznego. Drugi koniec sprezyny zamocowany jest sztywno w obudowie 4. Po¬ miedzy punktem zamocowania i czujnikiem Hall'a zamocowana jest na sprezynie masa 5 aktywna przyspieszienicmierza.Pod wplywem przyspieszenia na mase 5 dziala s;la powodujaca ugiecie sprezyny, a tym samym przesuniecie czujnika w polu na odcinku lx.P = m • a P — sila dzialajaca na mase aktywna m — masa aktywna a — przyspieszenie W granicach sprezystosci materialu a = k3P gdzie a — kat ugiecia sprezyny, a poniewaz lx ^ a zatem a = k •lx (3) Na fig. 3 przedstawiona jest konstrukcja przy- spieszenicmierza z czujnikiem HaH'a.Od$owie*inie tlumienie osiaga sie przez wyko¬ nanie hermetycznej obudowy i wypelnienie jej plynem tlumiacym o dobranej gestosci. Kom¬ pensacje napiecia zerowego osiaga sie przez zmiane wzajemnego polozenia, czujnika Hall;a i magnesów, korekcje wskazan w wypadku zmian temperatury lub starzenia magne¬ sów — przez zmiane wartosci pradu ste¬ rujacego Is. Masa aktywna zamocowana jest na sprezynie w sposób przesuwny, co pozwala na regulacje czulosci i czestosci rezonansowej ukla¬ du. \ Napiecie HalFa otrzymane z czujnika posiada, przy odpowiednio duzym gradiencie pola i prze¬ sunieciu 1«, Jnoc wystarczajaca do bezposred¬ niego wysterowania miernika wskazówkowego lub oscylografu petlicowego i nie wymaga urza¬ dzen przetwarzajacych dodatkowych, ja'k np. mostki pomiarowe uzywane w ukladach przy- spiesaenicmierzy opartych na czujnikacti tenso- : metrycznych, indukcyjnych i magnetostrykcyj- nyeh. Czujnik wysterowany byc moze pradem I« stalym lub zmiennym. W cazie kionicczinosfci osiagniecia du^ej czulosci, przyspieszeniomierz z czujnikiem, HalTa ,micze: ,l?yfc ^laczioiny z upa¬ dem pomiarowo - rejestrujacym za posrednic¬ twem Wzmacniacza (elektronicznego, magnetyczj- nego lub innego).Przyspieszeniomierz dziala jedynie na przy¬ spieszenia skierowane prostopadle do plaszczyz- ny sprezyny 3, przez co w pomiarze okreslony jest zawsze kierunek wystepowania przyspieszen. PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Przyspieszeniomierz liniowy, znamienny tym, . ze w charakterze przetwornika wielkosci me¬ chanicznej na elektryczna zastosowany jest czujnik HalFa.

2. Przyspieszeniomierz wedlug zastrz. 1, zna¬ mienny tym, ze posiada uklad magnesów lub elektromagnesów (fig. la. Ib, lc), który sluzy do wytwarzania pola magnetycznego o stalym gradiencie, a'zmiana napiecia HalPa wywolana jest wzglednym przemieszczeniem pola magnetycznego i czujnika Hal-1'a.

3. Przyspieszeniomierz wedlug zastrz. 1, zna¬ mienny tym, ze czujnik Ha 11'a wlaczony jest do ukladu pomiarowego lub rejestrujacego wprost albo za posrednictwem wzmacniacza/ przy czyim korekcja napiecia zerowego doko¬ nywana jest przez zmiane wzajemnego polo¬ zenia poczatkowego czujnika HalFa i pola magnetycznego.

4. Przyspieszeniomierz wedlug zastrz. 1, zna¬ mienny tym, ze zawiera przesuwnie zamiesz- - 2 -czona na sprezynie (3) mase aktywna (5;, która sluzy do zmiany zakresu pomiarowego.

5. Przyspieszeniomierz wedlug zastrz. 1, zna¬ mienny tym, ze czujnik Hall'a zasilany jest pradeim sterujacym Is stalym lub zmiennym, a kompensacja uchybu temperatury i starze¬ nia magnesów dokonywana jest tylko przez zmiane wartosci pradu Is. Polska Akademia Nauk (Instytut Podstawowych Problemów Techniki — Zaklad Elektrotechniki) Fis i J--» Ks 5. 2364. RSW „Prasa", Kielce. PL