RU85667U1 - THREE-ORDERED ACCELERATION SENSOR - Google Patents
THREE-ORDERED ACCELERATION SENSOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU85667U1 RU85667U1 RU2008151653/22U RU2008151653U RU85667U1 RU 85667 U1 RU85667 U1 RU 85667U1 RU 2008151653/22 U RU2008151653/22 U RU 2008151653/22U RU 2008151653 U RU2008151653 U RU 2008151653U RU 85667 U1 RU85667 U1 RU 85667U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coordinate
- acceleration sensor
- accelerometer
- piezoelectric
- inputs
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Трехкоординатный датчик ускорений, содержащий для каждой координаты в прямоугольной системе координат чувствительный элемент, ориентированный степенью свободы в направлении, соответствующем координате объекта контроля, отличающийся тем, что в него для каждой координаты введены по два чувствительных элемента, выполненных на пьезоэлектрических трансформаторах, объединенных в корпусе и расположенных соосно, и массивное сферической (или кубической) формы тело, установленное по легкоходовой посадке между пьезоэлектрическими трансформаторами.A three-coordinate acceleration sensor containing, for each coordinate in a rectangular coordinate system, a sensing element oriented by the degree of freedom in the direction corresponding to the coordinate of the control object, characterized in that for each coordinate two sensing elements are introduced, made on piezoelectric transformers integrated in the housing and located coaxially, and a massive spherical (or cubic) body, mounted on a flush landing between piezoelectric transforms tori.
Description
«Трёхкоординатный датчик ускорений» относится к измерительной технике и может быть использован для контроля транспортных средств, в т.ч. в системах инерциальной навигации летательных и подводных аппаратов."Three-coordinate acceleration sensor" refers to measuring equipment and can be used to control vehicles, including in inertial navigation systems of aircraft and underwater vehicles.
Известен акселерометр (компенсационный акселерометр, [1]), содержащий чувствительный элемент, датчик положения, усилитель, магнитоэлектрический силовой преобразователь, компенсационная катушка которого подключена к выходу усилителя, а к ней подключена цепь из последовательно соединенных первого и второго резисторов, причем первый резистор зашунтирован конденсатором, к точке соединения компенсационной катушки с цепью из последовательно соединенных первого и второго резисторов подключено интегро-дифференцирующее звено с передаточной функцией, определяемой расчетным соотношением. Выделенное курсивом - признаки общие с предметом изобретения.Known accelerometer (compensation accelerometer, [1]) containing a sensing element, a position sensor, an amplifier, a magnetoelectric power converter, the compensation coil of which is connected to the output of the amplifier, and connected to it is a chain of series-connected first and second resistors, the first resistor being shunted by a capacitor , to the connection point of the compensation coil with a chain of series-connected first and second resistors, an integro-differentiating link with a transfer function defined by the calculated ratio. Italics are common features with the subject of the invention.
Недостатки известного акселерометра - ограниченность функциональных возможностей, что объясняется невозможностью контроля перегрузок и вибраций параллельно по трем ортогональным проекциям и ограниченным диапазоном измеряемых ускорений.The disadvantages of the known accelerometer are the limited functionality, due to the inability to control overloads and vibrations in parallel over three orthogonal projections and a limited range of measured accelerations.
Известен акселерометр (маятниковый компенсационный акселерометр, [2]), содержащий датчик угла, два источника света, фотодиод, заслонку, установленную между источниками света и фотодиодом, генератор импульсов, соединенный выходом с источниками света, усилители, подключенные к генератору импульсов, второй фотодиод, освещаемый обоими источниками света, но не перекрываемый заслонкой, и подключенный через усилитель к управляющему входу генератора импульсов. Выделенное курсивом - признаки общие с предметом изобретения.Known accelerometer (pendulum compensation accelerometer, [2]) containing an angle sensor, two light sources, a photodiode, a shutter installed between the light sources and the photodiode, a pulse generator connected to the output by the light sources, amplifiers connected to a pulse generator, a second photodiode, illuminated by both light sources, but not blocked by a damper, and connected through an amplifier to the control input of the pulse generator. Italics are common features with the subject of the invention.
Недостатки известного акселерометра - ограниченность функциональных возможностей, что объясняется невозможностью контроля перегрузок и вибраций параллельно по трем ортогональным проекциям и ограниченным диапазоном измеряемых ускорений.The disadvantages of the known accelerometer are the limited functionality, due to the inability to control overloads and vibrations in parallel over three orthogonal projections and a limited range of measured accelerations.
Известен акселерометр (акселерометр, [3]), содержащий два чувствительных элемента, дифференциальные емкостные преобразователи консольной конструкции, два автогенератора, соединенные с выходами двух чувствительных элементов, два делителя частоты, соединенные входами с выходами автогенераторов, первый и второй D-триггеры, соединенные входами с выходами делителей частоты, элемент Исключающее ИЛИ, соединенный входами с выходами первого и второго D-триггеров, третий D-триггер и инвертор, соединенный входом с выходом третьего D-триггера, причем один автогенератор выполнен с частотой выходного сигнала, большей частоты другого автогенератора. Выделенное курсивом - признаки общие с предметом изобретения.A known accelerometer (accelerometer, [3]) containing two sensing elements, differential capacitive converters of the cantilever design, two oscillators connected to the outputs of two sensing elements, two frequency dividers connected to the inputs to the outputs of the oscillators, the first and second D-triggers connected to the inputs with the outputs of the frequency dividers, an exclusive OR element, connected by inputs to the outputs of the first and second D-flip-flops, a third D-flip-flop and an inverter connected by an input to the output of the third D-flip-flop, one oscillator configured to output a frequency greater than the frequency of the other oscillator. Italics are common features with the subject of the invention.
Недостатки известного акселерометра - ограниченность функциональных возможностей, что объясняется невозможностью контроля перегрузок и вибраций параллельно по трем ортогональным проекциям и ограниченным диапазоном измеряемых ускорений.The disadvantages of the known accelerometer are the limited functionality, due to the inability to control overloads and vibrations in parallel over three orthogonal projections and a limited range of measured accelerations.
Известен, как более близкий по технической сущности к предмету изобретения, акселерометр (измеритель перегрузок и вибраций ИПВЗ, [4]), содержащее, для каждой координаты в прямоугольной системе координат, три чувствительных элемента, ориентированные степенями подвижности в направлении трех взаимно перпендикулярных направлениях, три фильтра нижних частот (ФНЧ) с корректором амплитудно-частотной характеристики (АЧХ), соединенные информационными входами с выходами одноименных чувствительных элементов, соответственно, и три масштабирующих усилителя, соединенные информационными входами с выходами одноименных ФНЧ с корректорами АЧХ, а выходами с одноименными выходами акселерометра, блок питания, соединенный выходом со входами питания трех чувствительных элементов, трех ФНЧ с корректорами АЧХ и трех масштабирующих усилителей, блок питания, соединенный выходом со входами питания чувствительных элементов, ФНЧ с корректором АЧХ и масштабирующих усилителей, а также источник опорного напряжения, соединенный выходом со входами опорного напряжения трех масштабирующих усилителей. Выделенное курсивом - признаки общие с предметом изобретения.It is known as an accelerometer (an overload and vibration meter IPVZ, [4]), which is closer in technical essence to the subject of the invention, containing, for each coordinate in a rectangular coordinate system, three sensing elements oriented by degrees of mobility in the direction of three mutually perpendicular directions, three low-pass filter (LPF) with a corrector for amplitude-frequency characteristics (AFC), connected by information inputs with outputs of the same sensitive elements, respectively, and three scaling amplifiers connected by information inputs with the outputs of the same low-pass filter with frequency response correctors, and outputs with the same outputs of the accelerometer, a power supply connected by an output to the power inputs of three sensitive elements, three low-pass filters with frequency response corrector and three scaling amplifiers, a power supply connected by an output to power inputs sensitive elements, a low-pass filter with a frequency response corrector and scaling amplifiers, as well as a reference voltage source connected by an output to the reference voltage inputs of three scaling amplifiers d. Italics are common features with the subject of the invention.
Недостаток известного акселерометра - ограниченность функциональных возможностей, что объясняется ограниченным диапазоном измеряемых ускорений.A disadvantage of the known accelerometer is the limited functionality, due to the limited range of measured accelerations.
Задача полезной модели - трёхкоординатного датчика ускорений - расширение функциональных возможностей акселерометра за счет расширения диапазона измеряемых ускорений.The objective of the utility model - a three-axis acceleration sensor - is to expand the functionality of the accelerometer by expanding the range of measured accelerations.
Технический результат достигается тем, что в акселерометр, содержащий, для каждой координаты, в прямоугольной системе координат, чувствительный элемент (датчик), ориентированный степенью свободы в направлении соответствующей координате объекта контроля, введены по два чувствительных элемента выполненных на пьезоэлектрических трансформаторах, объединенных в корпусе и расположенных соосно, и массивное сферической (или кубической) формы тело, установленное по легкоходовой посадке между пьезоэлектрическими трансформаторами.The technical result is achieved by the fact that in the accelerometer, containing, for each coordinate, in a rectangular coordinate system, a sensing element (sensor), oriented by the degree of freedom in the direction corresponding to the coordinate of the control object, two sensing elements are implemented made on piezoelectric transformers integrated in the housing and located coaxially, and a massive spherical (or cubic) body, mounted on a flush landing between piezoelectric transformers.
Трёхкоординатный датчик ускорений, в сечении плоскостью, проходящей по двум взаимно перпендикулярным осям (XY, XZ или YZ) , изображен на фиг. 1.The three-coordinate acceleration sensor, in section by a plane passing along two mutually perpendicular axes (XY, XZ or YZ), is shown in FIG. one.
Трёхкоординатный датчик ускорений содержит для каждой прямоугольной координаты два пьезоэлектрических трансформатора, включающих пьезоэлементы 1, установленные соосно в направлении прямоугольных координат Х, Y и Z, соответственно, первые 2 электроды которых по входу и выходу являются общими, вторые 3 электроды являются входными, а третьи 4 - выходными, между пьезоэлектрическими трансформаторами установлено по легкоходовой посадке массивное сферической (или кубической) формы тело 5, пьезоэлектрические трансформаторы и тело 5 заключены в пылевлагонепроницаемом корпусе 6, первый вход 7 которого образует вход-выход акселерометра и соединен с первыми электродами 2 пьезоэлектрических трансформаторов, вторые входы 8 образуют входы трехкоординатного датчика ускорений (акселерометра) и соединены со вторыми 3 электродами пьезоэлектрических трансформаторов, а четвертые 9 входы образуют выходы акселерометра и соединены с третьими 4 электродами трансформаторов.The three-coordinate acceleration sensor contains for each rectangular coordinate two piezoelectric transformers, including piezoelectric elements 1, mounted coaxially in the direction of the rectangular coordinates X, Y and Z, respectively, the first 2 electrodes of which are common at the input and output, the second 3 electrodes are input, and the third 4 - output, between the piezoelectric transformers, a massive spherical (or cubic) body 5 is installed by easy landing, the piezoelectric transformers and body 5 are enclosed in a moisture-proof housing 6, the first input 7 of which forms the input-output of the accelerometer and is connected to the first electrodes 2 of the piezoelectric transformers, the second inputs 8 form the inputs of the three-coordinate acceleration sensor (accelerometer) and are connected to the second 3 electrodes of the piezoelectric transformers, and the fourth 9 inputs form the outputs and the accelerator connected to the third 4 electrodes of transformers.
Трёхкоординатный датчик ускорений работает следующим образом.Three-coordinate acceleration sensor works as follows.
На входы 7 и 8 подаются синусоидальные колебания U=f(t), на выходах 9 устанавливаются колебания, амплитуда которых пропорциональна физическому воздействию (силе) Р тела 5 на пьезоэлементы 1, т.е. U=f(t, Р).Sinusoidal oscillations U = f (t) are supplied to inputs 7 and 8, and oscillations are set at outputs 9, the amplitude of which is proportional to the physical effect (force) P of body 5 on the piezoelectric elements 1, i.e. U = f (t, P).
Разработанный и описанный выше трёхкоординатный датчик ускорений (акселерометр) обладает следующими характеристиками:The three-axis acceleration sensor (accelerometer) developed and described above has the following characteristics:
Он реализуем в миниатюрном исполнении, диапазон измеряемых ускорений его шире, чем у акселерометров с емкостными чувствительными элементами, в работе точнее и надежнее емкостного акселерометра, но он обладает более низким пределом измеряемых ускорений по сравнению с акселерометром на базе магнито-анизотропных чувствительных элементов.It is implemented in miniature design, the range of measured accelerations is wider than that of accelerometers with capacitive sensors, it is more accurate and more reliable than a capacitive accelerometer, but it has a lower limit of measured accelerations compared to an accelerometer based on magnetically anisotropic sensors.
Трёхкоординатный датчик ускорений (акселерометр), установленный жестко на транспортном средстве, генерирует электрические сигналы, однозначно пропорциональные текущие значения ускорений транспортного средства параллельно по трем взаимно перпендикулярным направлениям.The three-coordinate acceleration sensor (accelerometer), mounted rigidly on the vehicle, generates electrical signals that are uniquely proportional to the current values of the vehicle’s accelerations in parallel in three mutually perpendicular directions.
Источники информации:Information sources:
1. Патент RU 2210781, G01P 15/13, 20.08.2003:1. Patent RU 2210781, G01P 15/13, 08/20/2003:
2. Патент SU 1799140, G01P 15/02, G01P 3/36, 20.12.1999;2. Patent SU 1799140, G01P 15/02, G01P 3/36, 12.20.1999;
3. Патент RU 2136004, G01P 15/123, 27.08.1999;3. Patent RU 2136004, G01P 15/123, 08.27.1999;
4. Измеритель перегрузок и вибраций серии ИПВЗ. Руководство по технической эксплуатации Р53200.9595.100 РЭ. - Таганрог: ЗАО «Бета ИР», 2008.4. Measuring instrument of overloads and vibrations of the IPVZ series. Guidelines for the technical operation of Р53200.9595.100 РЭ. - Taganrog: ZAO Beta IR, 2008.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008151653/22U RU85667U1 (en) | 2008-12-25 | 2008-12-25 | THREE-ORDERED ACCELERATION SENSOR |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008151653/22U RU85667U1 (en) | 2008-12-25 | 2008-12-25 | THREE-ORDERED ACCELERATION SENSOR |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU85667U1 true RU85667U1 (en) | 2009-08-10 |
Family
ID=41050114
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008151653/22U RU85667U1 (en) | 2008-12-25 | 2008-12-25 | THREE-ORDERED ACCELERATION SENSOR |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU85667U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2614661C1 (en) * | 2016-01-12 | 2017-03-28 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Элпа" с опытным производством" | Accelerometer |
EA036355B1 (en) * | 2017-03-06 | 2020-10-29 | Тофиг Магомед оглы Мансуров | Triaxial accelerometer for automatic measurements of acceleration and speed of the measurement object |
-
2008
- 2008-12-25 RU RU2008151653/22U patent/RU85667U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2614661C1 (en) * | 2016-01-12 | 2017-03-28 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Элпа" с опытным производством" | Accelerometer |
EA036355B1 (en) * | 2017-03-06 | 2020-10-29 | Тофиг Магомед оглы Мансуров | Triaxial accelerometer for automatic measurements of acceleration and speed of the measurement object |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101813479B (en) | TMR (Triple Modular Redundancy) electronic compass | |
Roozeboom et al. | Integrated multifunctional environmental sensors | |
CN108089027A (en) | Sensor and navigation attitude instrument based on MEMS capacitive micro-acceleration gauge | |
KR101314151B1 (en) | Calibration Method for 6-Axis Vibration Sensors using Periodic Angular Vibration and Its Realization System | |
RU85667U1 (en) | THREE-ORDERED ACCELERATION SENSOR | |
US11073531B2 (en) | Vertical thermal gradient compensation in a z-axis MEMS accelerometer | |
JP6629691B2 (en) | Sensor packages and self-driving vehicles | |
CN103454449A (en) | Three-axis micro-mechanical accelerometer | |
EP1077379A1 (en) | Displacement sensor and movement information collecting device comprising the same | |
Dhanda et al. | Sensitivity analysis of contact type vibration measuring sensors | |
RU82861U1 (en) | ACCELEROMETER | |
Zhang et al. | Implementation and complexity analysis of orientation estimation algorithms for human body motion tracking using low-cost sensors | |
CN207623364U (en) | Sensor based on MEMS capacitive micro-acceleration gauge and navigation attitude instrument | |
Brincker et al. | Calibration and processing of geophone signals for structural vibration measurements | |
RU106357U1 (en) | FIBER OPTICAL GYROSCOPE | |
Li et al. | A novel virtual accelerometer array using one single device based on time intervals measurement | |
Bakhoum et al. | 3-Axis, ultrahigh-sensitivity, miniature acceleration sensor | |
RU154196U1 (en) | ANGULAR SPEED SENSOR ON THE BASIS OF MICROMECHANICAL GYROSCOPES | |
Fu et al. | Design and Realization of New Vehicle Attitude Measurement System | |
Zhang et al. | Accuracy analysis of digital closed-loop quartz flex accelerometer based on differential capacitance detection technology | |
RU133617U1 (en) | MICROMECHANICAL AXIAL ACCELEROMETER | |
Yang et al. | A MEMS high g acceleration sensor simulation analysis | |
Bao et al. | Design and implementation based on ADXL213 of the digital inclinometer | |
RU2397497C1 (en) | Acceleration measurement device | |
ITTO20000485A1 (en) | ACCELEROMETER, MONO-AXIAL, BI-AXIAL, TRI-AXIAL WITH INTEGRATED SIGNAL ANALYSIS PROCESSOR AND OUTPUT COMPATIBLE WITH PLC. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20091226 |