RU2046347C1 - Акселерометр - Google Patents
Акселерометр Download PDFInfo
- Publication number
- RU2046347C1 RU2046347C1 SU3203926A RU2046347C1 RU 2046347 C1 RU2046347 C1 RU 2046347C1 SU 3203926 A SU3203926 A SU 3203926A RU 2046347 C1 RU2046347 C1 RU 2046347C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- disk
- inertial
- accelerometer
- inertial mass
- base
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
Использование: приборы инерциальной навигации, акселерометрия. Сущность изобретения: акселерометр состоит из инерционного блока, герметичного корпуса, систем возбуждения и съема информации. В акселерометре инерционный блок выполнен из цельного диска таким образом, что одна из поверхностей балочек совпадает с одним из противоположных торцов диска, а ось подвеса лежит в плоскости, параллельной торцам диска и равноудаленной от них, и скрещивается с балочками под прямым углом. 4 ил.
Description
Изобретение относится к приборостроению, а именно к системам измерения параметров движения объектов, и может быть использовано в приборах, измеряющих ускорение объектов.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является акселерометр, содержащий инерциальный блок, состоящий из двух акселерометрических элементов, установленных в герметичном корпусе, и системы возбуждения и съема информации [1] Каждый акселерометрический элемент состоит из пробной массы, установленной на корпусе через гибкий упругий элемент, и стержневого резонатора, стержни которого выполнены из многокристаллического кварца. Два акселерометрических элемента инерциального блока включены в дифференциальную схему.
Недостатком указанного устройства являются невысокая точность, вызванная наличием погрешности из-за возникновения переменных механических напряжений в местах заделки стержней, нетехнологичность из-за сложной пространственной конструкции, а наличие двух акселерометрических элементов инерционного блока затрудняет построение малогабаритной конструкции.
Целью изобретения является повышение точности и технологичности при одновременном уменьшении габаритов.
Цель достигается тем, что в акселерометре, состоящем из инерционного блока герметичного корпуса и систем возбуждения и съема информации, инерционный блок выполнен из цельного диска АТ-среза монокристаллического кварца таким образом, что одна из поверхностей балочки совпадает с противоположными торцами диска, а ось подвеса лежит в плоскости, параллельной торцам диска и равноудаленной от них, и скрещивается с балочками под прямым углом.
Выполнение двух акселерометрических элементов, составляющих инерционный блок, из цельного куска материала (АТ-среза кварца) позволяет устранить температурную погрешность, обусловленную температурными флюктуациями физико-механических свойств кварца, повышает технологичность за счет исключения из технологического цикла операции подбора вибраторов по величинам температурного коэффициента частоты, который в сильной степени зависит от угла среза. Кроме того, устраняется уход собственной частоты вибраторов, обусловленный напряжениями в стыках при их установке в прибор. Плоская конструкция инерционного элемента позволяет уменьшить габариты прибора.
Из изученной авторами технической и патентной литературы не обнаружено технических решений, подобных предлагаемому, поэтому данное техническое решение обладает новизной.
На фиг. 1 изображен прибор (структура, компоновка), общий вид; на фиг.2 чувствительный элемент; на фиг.3 разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 разрез Б-Б на фиг.3.
Прибор состоит из чувствительного элемента 1, корпуса 2, усилителя 3 и крышки 4.
Чувствительный элемент состоит из соединенных диффузионной сваркой двух боковых пластин 5 и инерционного элемента 6, выполненного из АТ-среза кварца. Инерционный элемент 6 установлен по отношению к боковым пластинам с зазором 0,02-0,03 мм с целью обеспечения оптимального демпфирования подвижных частей инерционного элемента с помощью платиков 7 и соединен с ними в единый монолитный блок с помощью диффузионной сварки. Инерционный элемент 6 имеет форму диска с прорезями (см. фиг.2). Он состоит из маятника 8, подвешенного на растяжках 9 и 10 в баловом кольце 11. Маятник 8 соединен с базовым кольцом 11 двумя вибрирующими балочками 12 и 13, расположенными таким образом, что одна из торцовых поверхностей совпадает с одним из противоположных торцов диска. На торцовые поверхности балочек 12 и 13 нанесены электроды 14 и 15 системы возбуждения и съема информации.
Упругие растяжки 9 и 10 расположены симметрично (например, с точностью 0,004 мм) относительно плоскости, проходящей через середину толщины диска параллельно его торцам.
Устройство работает следующим образом.
При движении инерционного элемента 6 в направлении оси чувствительности, перпендикулярном плоскости торцов диска, с ускорением маятник 8 будет отклоняться вокруг оси подвеса, инерционная сила будет скомпенсирована за счет силы упругости растяжек 9 и 10 и балочек 12 и 13, одна из которых при движении объекта с ускорением будет сжиматься, а другая растягиваться, выполняя функцию сдвигово-компланарных вибраторов и являясь основным элементом кварцевых генераторов.
Нагружение балочек силами растяжения-сжатия приводит к изменению частоты генерируемых сигналов. Выделяя сигнал разностной частоты, формируем информацию о кажущемся ускорении в направлении оси чувствительности. Величина кажущегося ускорения будет пропорциональна разности собственных частот при этом ускорении.
При растяжении происходит увеличение частоты, а при сжатии уменьшение. Таким образом, изменение частоты автогенераторов будет пропорционально приложенной силе и, следовательно, величине ускорения в направлении оси чувствительности (ось I-I).
Принцип действия данного акселерометра основан на выделении величины суммарной перестройки двух кварцевых автогенераторов (выделение разностной частоты).
Разработка прибора на основе предлагаемого технического решения позволит уменьшить габариты в 3 раза по сравнению со струнными вибрационными акселерометрами, разрабатываемыми на предприятии, обеспечить стабильность масштабного коэффициента 5˙10-6 и стабильность нулевого сигнала 10-5.
Claims (1)
- АКСЕЛЕРОМЕТР, содержащий закрепленное в корпусе основание и установленную на основании посредством упругого подвеса инерционную массу и пьезорезонансный преобразователь смещения инерционной массы относительно корпуса, размещенный между инерционной массой и основанием, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, основания, инерционная масса, упругий подвес и пьезорезонансный преобразователь выполнены из единого диска АТ-среза монокристаллического кварца, причем пьезорезонансный преобразователь выполнен в виде двух параллельных балочек, смещенных друг от друга к торцам диска, а ось упругого подвеса перпендикулярна продольным осям балочек.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU3203926 RU2046347C1 (ru) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | Акселерометр |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU3203926 RU2046347C1 (ru) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | Акселерометр |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2046347C1 true RU2046347C1 (ru) | 1995-10-20 |
Family
ID=20928936
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU3203926 RU2046347C1 (ru) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | Акселерометр |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2046347C1 (ru) |
-
1988
- 1988-06-17 RU SU3203926 patent/RU2046347C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Глобальные навигационные системы. ТИИЭР, т.71, М.: Мир, 1983. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zook et al. | Characteristics of polysilicon resonant microbeams | |
US4306456A (en) | Elastic wave accelerometer | |
CA2004362C (en) | Vibrating beam force-frequency transducer and pendulous accelerator comprising application thereof | |
US6826960B2 (en) | Triaxial acceleration sensor | |
US4479385A (en) | Double resonator cantilever accelerometer | |
US3238789A (en) | Vibrating bar transducer | |
US5005413A (en) | Accelerometer with coplanar push-pull force transducers | |
US4891982A (en) | Temperature compensation of a steady-state accelerometer | |
EP0270664B1 (en) | Temperature compensation of an accelerometer | |
JPS59126261A (ja) | はり共振器力変換器を有する加速度計 | |
US4346597A (en) | Dual range, cantilevered mass accelerometer | |
Albert | Vibrating quartz crystal beam accelerometer | |
RU2253138C1 (ru) | Гравиметр | |
US5315874A (en) | Monolithic quartz resonator accelerometer | |
US4739660A (en) | Accelerometer with vibrating element | |
EP0209721A1 (en) | Laser sensor | |
US3995247A (en) | Transducers employing gap-bridging shim members | |
US3413859A (en) | Digital rate gyro | |
RU2046347C1 (ru) | Акселерометр | |
Nguyen et al. | A symmetrical dual-mass block fiber Bragg grating vibration sensor based on a V-shaped flexible hinge | |
EP0273048B1 (en) | Translational accelerometer | |
GB2123953A (en) | Elastic surface wave accelerometers | |
Liu et al. | A 3 PPM/° C temperature coefficient of scale factor for a silicon resonant accelerometer based on crystallographic orientation optimization | |
US3363471A (en) | Accelerometer | |
RU2046348C1 (ru) | Акселерометр |