PT83392B

PT83392B - Dispositivo sensor de aceleracao ou vibracao

Info

Publication number: PT83392B
Application number: PT8339286A
Authority: PT
Inventors: Giuseppe Dell Orto
Original assignee: Marelli Autronica
Priority date: 1985-09-17
Filing date: 1986-09-17
Publication date: 1995-03-01
Also published as: GB2180655A; GB8622335D0; FR2587497A1; IT8553803V0; NL8602360A; GB2180655B; FR2587497B1; CH668651A5; JPS6267264U; DE3631651A1; PT83392A; IT206728Z2; BE905452A

Description

A presente invenção refere-se a um dispositivo sensor de aceleração ou vibração.

objecto da presente invenção consiste em proporcionar um dispositivo sensor de aceleração ou vibração que possui uma estrutura particularmente resistente e simples, que pode ser fabricado de maneira simples e pouco dispendiosa, possui uma boa sensibilidade e que é simples e fácil de instalar.

Este objectivo é atingido segundo a presente invenção por meio de um dispositivo caracterizado por compreender: uma estrutura de suporte para fixação ao corpo cuja aceleração ou vibração se pretende medir e incluindo um substrato isolante electricamente que é deformável de maneira elástica pela acção de uma aceleração do corpo, pelo menos uma resistência de película espessa aplicada ao substrato de modo que, em utilização, sofre deformações que correspondem de maneira unívoca às deformações do substrato e circuitos ligados a pelo menos uma resistência e dispostos para fornecer na saída sinais indicativos das variações da sua resistência.

De acordo com uma outra característica do dispositivo segundo a presente invenção, pode fixar-se uma massa no substrato para aumentar a sua inércia e amplificar a sua deformação.

Outras características e vantagens do dispositivo sensor segundo a presente invenção tornar-se-ão evidentes no decurso da

descrição de pormenor que vai seguir-se, com referência aos desenhos anexos, dados apenas a título de exemplo não limitativo, e cujas figuras representam:

A fig. 1, uma vista em perspectiva de um corpo cuja aceleração se pretende medir, possuindo o corpo um sensor segundo a presente invenção, representado esquematicamente a título de exemplo;

A fig. 2, um esquema do circuito eléctrico, parcialmente na forma de esquema de blocos, do sensor segundo a presente invenção;

As fig. 3 θ 5, duas soluções diferentes do conjunto do dispositivo segundo a presente invenção;

As fig. 4 e 6, circuitos dos conjuntos das fig. 3 ^e 5; e

A fig. 7, uma vista em corte de um outro dispositivo sensor segundo a presente invenção.

Com referência à fig. 1, um corpo cuja aceleração num sentido pré-determinado se pretende detectar está indicado em (1). Neste corpo está fixada uma placa ou substrato (2), por exemplo de material cerâmico, que tem a forma rectangular na forma de realização ilustrada. Mais particularmente, a placa (2) está fixada ao longo de um lado do corpo (1).

Uma resistência de película espessa (3) está depositada numa face da placa (2) pelo processo de serigrafia conhecido. Os trajectos condutores (4) e (5) são também aplicados nesta face e são ligados aos condutores (6,7) destinados à ligação a um circuito de processamento e tratamento (8). Este circuito, como se indica na fig. 2, pode incluir, por exemplo, um circuito em ponte (9) de tipo conhecido, um de cujos ramos é constituído pela resistência

de película espessa (3)· 0 circuito (9) está ligado a um amplificador (10).

Quando o corpo (1) for submetido a uma aceleração, por exemplo no sentido indicado pela seta (Fj) na fig. 1, a placa de suporte (2) é submetida a uma aceleração no sentido oposto, como se indica com a seta (F2), θ deforma-se para tomar a configuração do tipo representado, a título de exemplo, a tracejado na fig. 1. A placa (2) é assim tanto mais deformada quanto maior for a aceleração do corpo (1). Em consequência da deformação do substrato (2), deforma-se também a resistência de película espessa (3) e, devido às suas características piezoeléctricas, há uma variação correspondente da sua resitencia. Por consequência, o sinal de tensão fornecido ao amplificador (10) pelo circuito em ponte (9) varia e o sinal fornecido na saída do amplificador varia igualmente.

sinal dado pela saída do circuito (8) constitui assim uma indicação directa da aceleração a que o corpo (1) está sujeito.

A fim de aumentar a inércia da placa (2) e, portanto, amplificar as suas deformações, pode fixar-se na mesma uma massa, por exemplo a massa (M) representada na fig. 1.

Embora esteja representada esquematicamente e a título de exemplo nas fig. 1 e 2 apenas a utilização de uma só resistência de película espessa, é claro que podem colocar-se no substrato (2) duas ou mais resistências de película espessa em posições nas quais seja particularmente perceptível a deformação do substrato.

Assim, como se representa na fig. 3, pode aplicar-se respe-

ctivamente uma resistência de película espessa (3) e (3') ^em cada uma das duas faces da placa (2) da fig. 1: quando uma destas resistências se distende e a outra é comprimida em consequência das acelerações ou vibrações, e estas resistências estão convenientemente dispostas num circuito (por exemplo o esquema da fig. 4-), é possível somar os efeitos para obter um sinal eléctrico mais forte para uma aceleração dada.

A fig. 5 representa um dispositivo segundo a presente invenção no qual a placa de suporte (2) tem as duas extremidades fixadas no corpo (1), cujas acelerações ou vibrações se pretende detectar. Na mesma face da placa (2) estão aplicadas resistências de película espessa (3) na zona central e (3') junto dos seus pontos de fixação. Se a massa (M) for aplicada ao centro da outra face da placa (2), uma força (F£), actuando no sentido representado, tende a deformar a placa da maneira representada a tracejado, comprimindo as resistências (3) e distendendo as resistências (3'). Com o circuito em ponte representado na fig. 6, é possível, neste caso, somar os efeitos das deformações das resistências (3) e (3').

Não é necessário que a placa de suporte (2) seja de material cerâmico: pode ser de aço, por exemplo; as resistências de película espessa podem ser aplicadas a áreas previamente tornadas lsolantes da placa ou folha, ou as resistências de película espessa previamente depositadas num substrato isolante, por exemplo uma cerâmica, podem ser aplicadas à placa ou folha.

Além disso, não é necessário que a placa de suporte (2) seja rectangular e é mesmo menos necessário que seja fixada por apenas uma porção da sua periferia. A fig. 7 representa uma forma de reaο ο

«* θ

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lização na qual a placa de suporte (2) é circular e a sua periferia está presa entre duas meias conchas (11) e (12) que formam conjuntamente uma caixa fechada.

Na forma de realização ilustrada, a massa optativa (M) é de preferência aplicada no centro do diafragma e a resistência ou as resistências de película espessa têm naturalmente de ser aplicadas na mesma em posições em que as deformações sejam particularmente perceptíveis, isto é, de preferência junto do centro do diafragma e da periferia fixa.

Para utilização em condições em que se prevejam forças muito pequenas aplicadas ao substrato, pode ser útil evacuar a caixa na qual se fixa o substrato a fim de evitar o amortecimento devido ao ar, bem como recorrer a uma massa auxiliar.

Se se previrem forças muito elevadas aplicadas ao substrato nas condições de utilização, pode no entanto ser apropriado que a caixa na qual se monta o substrato seja pelo menos parcialmente preenchida com um fluido inerte, por exemplo óleo, freon, etc.

Um sensor de aceleração segundo a presente invenção pode ser usado com vantagem para medir acelerações de veículos motorizados ou veículos comerciais. Pode também ser usado para detectar e medir vibrações num veículo motorizado em um pavimento mais ou menos irregular.

Naturalmente, mantendo o princípio da presente invenção inalterado, podem variar-se as formas de realização e os pormenores de realização de maneira extensa, relativamente à descrita e ilustrada simplesmente a título de exemplo não limitativo, sem que por isso se verifique um afastamento dos óbjectivos da presente invenção.

Claims

1, - Dispositivo sensor de acelerações ou vibrações, caracterizado por compreender: uma estrutura de suporte (2 * 11,12) para fixação ao corpo (1) cuja aceleração ou vibrações se pretende medir e incluindo um substrato (2) que é deformãvel elasticamente por acção de uma aceleração do corpo (1), sendo aplicada pelo menos uma resistência de camada espessa (3) ao substrato (2) de modo que, em utilização, sofra deformações correspondentes univocamente ãs deformações do substrato (2) e circuitos (8,9,10) ligados ã ou ãs resistências (3) e dispostos por forma a fornecer na sua saída sinais eléetricos indicativos das variações na sua resistência.

2. - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se fixar uma massa (M) no substrato (2) para aumentar a sua inércia e amplificar a sua deformação.

3. - Dispositivo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, em particular para utilizar em situações nas quais são muito fracas as forças que actuam no substrato (2), caracterizado por a estrutura incluir uma carcaça (11,12) que é estanque ao ar e está submetida ao vãcuo e na qual é montado o substrato (2).

4, — Dispositivo de acordo com as reivindicações 1 ou 2 em particular para utilizar em situações nas quais actuam no substrato (2) forças maiores que um valor pré-determinado, caracterizado por a estrutura incluir uma carcaça (11,12) que é estan- que aos líquidos e contém um líquido inerte e na qual é montado o substrato (2).

5. - Dispositivo de acordo com uma qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o substrato (2) ter a forma de um diafragma fixado ã estrutura de suporte (11,12) em torno da sua periferia.

6. - Dispositivo de acordo com uma qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o substrato (2) ser de material cerâmica.

7. - Dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a estrutura de suporte incluir uma placa metálica na qual é aplicado um substrato de material cerâmico que suporta uma ou mais resistênciaas de película espessa.