RU2003063C1 - Вибрационно-частотный преобразователь усилий - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительно-информационной технике, в частности, может быть использовано в качестве чувствительного элемента (резонатора) частотных датчиков силы, давлени , ускорени  и

др.

Известен вибрационно-частотный преобразователь усилий, содержащий пластину , образованную в опорной рамке двум  прорез ми, параллельными его продольной оси, и выполненный за одно целое с элементами креплени  из моиокристаллического материала. На пластине расположены элементы возбуждени  колебаний (нагревательные резисторы, элементы Пельтье, пьезоэлементы и др.), соединенные с электродами возбуждени , и тензометрический мост, соединенный с электродами съема колебаний .

К недостаткам известного преобразовател  относитс  некотора  потер  энергии колебаний вблизи концов креплени  пластины и как следствие этого ограниченна  добротность резонатора и, соответственно, точность преобразовател .

Цель изобретени  - повышение точности преобразовател  за счет увеличени  добротности резонатора колебаний.

Дл  этого пластина резонатора состоит из трех параллельных участков, имеющих одинаковую собственную частоту колебаний , но при этом, средний участок пластины колеблетс  D противофазе с синфазно колеблющимис  крайними участками пластины , отделенными от среднего сквозными /ipo рез ми.

На фиг.1 представлен один из конструктивных вариантов вибрацмонно-частотиого преобразовател  усилий; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Преобразователь содержит пластину .1, образованную в опорной рамке 2 углублением 3. Средний участок пластины 1 образован сквозными-прорез ми Л, а два боковых участка 5 пластины образованы сквозными прорез ми 4 и 6, Тензометрический мост 7, соединенный с контактными площадками 8, расположен на пластине 1 вблизи концов креплени  среднего участка резонатора. Полупроводниковый слой (одного типа проводимости ) соедин ет попарно электроды возбуждени  9 и 10 на среднем участке пластины 1, а также - электроды возбуждени  11 и 12 на боковых участках 5.

Преобразователь усилий работает следующим образом.

Опорна  рамка 2, обладающа  упругими свойствами, закреплена на объекте измерени  (закрепление опорной рамки на

фиг. показано в виде штриховки). При пропускании через электроды 9 и 10 импульсного тока с частотой следовани  импульсов, равной собственной частоте колебаний участка 5 пластины резонатора, создаетс  переменный градиент температуры в направлении, перпендикул рном плоскости пластины резонатора, а возникающие при этом термоупругие напр жени  вызывают периодический изгиб среднего участка пластины 1 резонатора. С той же частотой под- водимый к электродам 11 и 12 через параллельные боковые участки 5 пластины ток обратной пол рности приводит к синхронному изгибу этих участков пластины в

направлении, обратном изгибу среднего участка пластины 1. При приложении к опорной рамке 2 поперечных усилий или момента (направление показано стрелкой на фиг.) деформируетс  резонатор, состо щий из

среднего участка и дополнительных боковых участков 5 пластины, что вызывает изменение их собственной частоты. В качестве детектора колебаний используетс  тензометрический мост 7, частотный сигнал

которого пропорционален действующему усилию.

Поскольку энерги  колебаний резонатора , практически не затуха  в местах его креплени , замыкаетс  в едином колебательном контуре через боковые участки 5 пластины, добротность образованного замкнутого резонатора выше (как в колебательном контуре или камероне), че в случае колебаний резонатора, состо щего только

из одной пластины.

Таким образом, с повышением добротности резонатора колебаний улучшаетс  точность преобразовател , (56) Авторское свидетельство СССР

№ 576518, кл. G 01 L1/10.

52003063б

Claims (1)

1. Формулаизобретени „и  точности, он снабжен дополнительныВИБРАЦИОННО-ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБ- ми контактными площадками, электродами РАЗОВАТЕЛЬ УСИЛИЙ, содержащий пла- возбуждени  и элементами возбуждени  стину, выполненную в опорной рамке из колебаний, а в пластине выполнены две монокристаллического материала, толщина 5, дополнительные сквозные параллельные которой больше толщины пластины, две прорези, симметричные относительно ее сквозные параллельные прорези, выпол- продольной оси, ограничивающие совмест- ненные в пластине симметрично ее про- но с пеРв°й парой сквозных параллельных дольной оси, электроды возбуждени , прорезей боковые участки пластины, на ко- соединенные с элементами возбуждени  Ю т°Ры размещены соответствующие допол- колебаний. расположенными на пластине, ительные электроды, соединенные с соот- тензометрический мост, расположенный ветствующимидополнительными

   симметрично продольной оси пластины, и элементами возбуждени  колебаний и кон- размещенные вне пластины на опорной „ тактными площадками, при этом частоты рамке контактные площадки, соединенные собственных иэгибных колебаний боковых с соответствующими выводами электродов Участков пластины и ее центрального уча- возбуждени  и тензомет.рического моста, стка Расположенногомежду первой парой отличающийс  тем, что, с целью ПОВЫШР- скв°зных параллельных прорезей, равны

   между собой. 20

   Y7/77SXY/S/A V//g

   W%.

   ±А- у

   QaiZ