SU1007018A1 - Linear acceleration accelerometer - Google Patents

Linear acceleration accelerometer Download PDF

Info

Publication number
SU1007018A1
SU1007018A1 SU813339382A SU3339382A SU1007018A1 SU 1007018 A1 SU1007018 A1 SU 1007018A1 SU 813339382 A SU813339382 A SU 813339382A SU 3339382 A SU3339382 A SU 3339382A SU 1007018 A1 SU1007018 A1 SU 1007018A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
plunger
electrodes
working fluid
accelerometer
elastic elements
Prior art date
Application number
SU813339382A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Никифорович Костенко
Валерий Иннокентьевич Пахомов
Original Assignee
Отделение Всесоюзного Научно-Исследовательского Проектно-Конструкторского И Технологического Института Источников Тока
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Отделение Всесоюзного Научно-Исследовательского Проектно-Конструкторского И Технологического Института Источников Тока filed Critical Отделение Всесоюзного Научно-Исследовательского Проектно-Конструкторского И Технологического Института Источников Тока
Priority to SU813339382A priority Critical patent/SU1007018A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1007018A1 publication Critical patent/SU1007018A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

АКСЕЛЕРОМЕТР ЛИНЕЙНЫХ УС:КОРЕНИЙ , содержавший герметичный корпус , эаполненн1 й рабочей жидкостыо, с размещен(вл4И в нем электродами и преобразую&жм элементом, вьтолненным в виде плунжера, установленного с капилл рным зазсч ом относительно внутренней стенки корпуса, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени , снижени  порога чувствительности и ПОВЕШЮНИЯ надежности в рабЬте, ксфпус снабжен упругими эле «итами, расположенны1«1 в его , и разделен на отсеки, в одном иэ которых располсжены электроды и плунжер и которь сообщаетс  с отсекамш в торцах через капилл рные KaHajQii. . ACCELEROMETER LINEAR CONDITIONS: ROOTS, containing a sealed enclosure, an extra-full working fluid, with placed (located in it with electrodes and transforming & an element, filled in the form of a plunger, installed with a capillary aperture relative to the inner wall of the housing, distinguished by In order to improve the measurement accuracy, reduce the sensitivity threshold and the RELATIONSHIP BETWEEN reliability, the xpfus is equipped with elastic elements that are located 1 "1 in it, and is divided into compartments in which the electrodes and the plunger are located otsekamsh communicates with the ends through capillary KaHajQii..

Description

$ 3 Изобретение относитс  к измерительной технике и более конкретно к приборам, преобразующим линейное ускорение в электрический сигнал и основанным на электрокинетических  влени х. Известны различные конструкции акселерометров линейных ускорений, использующие электрокинетические  влени  при протекании пол рной жидкости через пористую перегородку Cl . Недостатком описанных конструкци  вл етс  наличие нижней граничной частоты измер емых ускорений, величина которой определ етс  гидросопротивлением и жесткостью упругих элементов, ограничивающих движение жидкости. Наиболее близким по технической сущности  вл етс  электрокинетический акселерометр линейных ускорё . НИИ, содержащий заполненный рабочей жидкостью герметичный корпус с размещенными в нем электродами и преобразующим .элементом в виде плунжера , установленного с капилл рным за зором относительно внутренней стенки корпуса С2. Недостатками известного акселерометра  вл ютс  чувствительность к. вибраци м, перпендикул рным к измерительной оси, наличие собственного шума, вызванного трением плунжера о стеклу корпуса, низка  надежность из-за возможного заклини вани  плун сера. Целью изобретени   вл етс - повыш ние точности измерени , снижение пор га чувствительности и повышение надежности . Поставленна  цель достигаетс  тем что в акселерометре, содержащем герметичный корпус, заполненный рабочей жидкостью, с размещенными в нем элек тродами и преобразующим элементом, выполненным в виде плунжера, установ ленного с капилл рным зазором,относительно внутренней стенки корпуса, последний снабжен упругими элементами , расположенными в его торцах, и разделен от отсеки, в одном из кото рых расположены электроды и плунжер и который сообщаетс  с отсеками в торцах через капилл рные каналы. Вли ние внешних вибраций на выход ной сигнал обусловлено изменени ми силы трени  плунжера о стенку при их действий и, следовательно, задержками движени  плунжера. Помимо изменени  прижати  плунжера к стенке сила трени  измен етс  из-за неидеальной гладкости поверхности плунжера и стенки корпуса, отклонений сечени  плунжера и корпуса, перпендикул рных оси от круговых, наличи  механических примесей в рабочей жидкости , попадающих в капилл рный зазор . Изменение силы трени  приводит к торможению движени  плунжера и, следовательно, изменению.перепада давлени  на плунжере. Изменение перепада давлени  приводит к пропорциональному изменению величины выходного сигнала. В предлагаемом акселерометре при торможении поршн , по указанным причинам , величина перепада давлени  на плунжере поддерживаетс  за счет силы упругого сжати  упругих элементов в торцах корпуса. Таким образом происходит снижение искажений выходного сигнала и, следовательно, достигаетс  положительный эффект. Наличие упругих элементов может привести при некоторых услови х к механическому резонансу в движени х рабочей жидкости и плунжера как целого . Данное движение подавл етс , когда основной объем жидкости граничит с упругими элементами через капилл рные каналы, так как происходит диссипаци  механической энергии при в зком течении. Дл  случа , когда упругими элементами  вл ютс  газовые пузыри, капилл ры предохран ют от их проникновени  в основной объем жидкости. На фиг. 1-3 представлены вариа ты конкретного исполнени  акселерометра , соответственно с мембранными упругими элементами без разделительных капилл ров и с разделительными капилл рами. Акселерометр состоит из цилиндрического корпуса 1, содержащего плунжер 2, образующий капилл рный зазор с поверхностью корпуса. Плунжер может быть выполнен как сплошньпл, так и пористым. Корпус заполнен рабочей жидкостью. В торцах корпуса имеютс  упругие элементы-мембраны 3 (фиг. 1, фиг. 2) или газовые пузыри 4 1фиг. 3) Рабоча  жидкость в основном объеме граничит с упругими элементами непосредственно (фиг. 1), либо через капилл ры (фиг. 2 и 3). Токосъемные электроды 5 укреплены в торцевой части корпуса и контактируют с рабочей жидкостью в основном объеме. .Плотность плунжера отличаетс  от плотности рабочей жидкости. При действии ускорени  вдоль оси корпуса ( из мери тельной оси ), вследствие различи  плотностей плунжера рабочей жидкости, на торцах плунера создаетс  перепад давлени  и, ледовательно, течение рабочей жидости в капилл рном зазоре (а если плунжер пористый, через плунжер). На торцах плунжера создаетс  потенциал ечени  (ток течени ), который из (Мер етс  с помощью токосъемных электродов . .$ 3 The invention relates to a measurement technique, and more specifically to devices that convert linear acceleration into an electrical signal and are based on electrokinetic phenomena. Various designs of accelerometers of linear accelerations are known, using electrokinetic phenomena when a polar fluid flows through a porous partition wall Cl. The disadvantage of the described construction is the presence of a lower limit frequency of the measured accelerations, the value of which is determined by the hydroresistance and stiffness of elastic elements that limit the movement of the fluid. The closest in technical essence is the electrokinetic accelerometer linear accelerometers. The scientific research institute contains a hermetic case filled with working fluid with electrodes placed in it and a transforming element in the form of a plunger installed with a capillary gap relative to the inner wall of the housing C2. The disadvantages of the known accelerometer are sensitivity to vibrations perpendicular to the measuring axis, the presence of intrinsic noise caused by the friction of the plunger on the glass of the body, low reliability due to the possible jamming of the plunium sulfur. The aim of the invention is to increase measurement accuracy, decrease sensitivity threshold and increase reliability. The goal is achieved by the fact that in an accelerometer containing a sealed housing filled with a working fluid, electrodes placed in it and a transforming element made in the form of a plunger mounted with a capillary gap relative to the inner wall of the housing, is equipped with elastic members located in its ends, and is separated from the compartments, in one of which electrodes and a plunger are located and which communicate with the compartments at the ends through capillary channels. The effect of external vibrations on the output signal is due to changes in the friction force of the plunger against the wall during their actions and, consequently, delays in the movement of the plunger. In addition to the pressure of the plunger against the wall, the frictional force changes due to the non-ideal smoothness of the plunger surface and the housing wall, deviations of the plunger section and the housing, perpendicular axes from the rotary axis, the presence of mechanical impurities in the working fluid falling into the capillary gap. A change in the friction force results in a drag on the plunger movement and, therefore, a change in the pressure drop across the plunger. A change in pressure differential leads to a proportional change in the magnitude of the output signal. In the proposed accelerometer, when braking the piston, for the reasons indicated, the magnitude of the pressure drop across the plunger is maintained by the elastic force of the elastic elements at the ends of the housing. In this way, the distortion of the output signal is reduced and, therefore, a positive effect is achieved. The presence of elastic elements can lead, under certain conditions, to mechanical resonance in the motions of the working fluid and the plunger as a whole. This movement is suppressed when the bulk of the fluid is bordered to the elastic elements through the capillary channels, since the dissipation of mechanical energy occurs during viscous flow. For the case when the elastic elements are gas bubbles, the capillaries prevent them from penetrating into the main fluid. FIG. Tables 1-3 show the specific versions of the accelerometer, respectively, with membrane elastic elements without separating capillaries and with separating capillaries. The accelerometer consists of a cylindrical body 1 containing a plunger 2 forming a capillary gap with the surface of the body. The plunger can be made both continuously and porous. The housing is filled with working fluid. At the ends of the body there are elastic membrane elements 3 (Fig. 1, Fig. 2) or gas bubbles 4 1 Fig. 3) The working fluid in the main volume is bordered by elastic elements directly (Fig. 1), or through capillaries (Figs. 2 and 3). The collector electrodes 5 are fixed in the end part of the housing and in contact with the working fluid in the main volume. The density of the plunger is different from the density of the working fluid. Under the action of acceleration along the axis of the housing (from the measuring axis), due to differences in the plunger densities of the working fluid, a differential pressure is created at the ends of the plunger and, consequently, the fluid flow in the capillary gap (and if the plunger is porous through the plunger). At the ends of the plunger, a potential is created (flow current), which is from (Measured by means of current collecting electrodes.

При торможении плунжера давление поддерживаетс  упругими элементами и, следовательно, устран етс  изменение выходного сигнала, вызванное этим торможением. Таким образом происхо- , дит снижение виброчувствительности к ускорени м, перпендикул рным измерительной оси, и собственного шума. Резонансные  влени  при движении плунжера и столба жидкости в кор (пусе подавлены силами в зкого трени  в капилл рах. Повышение Нсщежности работы обеспечиваетс  тем, .что возможно освобождение плунжера при заклинивании путем приложени  внешней силы .к упругим элементам и непосредственно к рабочей жидкости. Если упругий элемент выполнен в виде газового пузыр , то при воздействии внешнего ударного ускорени  сила, действующа  на плунжер, обусловлена инерционностью массы жидкости вместе с плунжером.When braking the plunger, the pressure is maintained by elastic elements and, therefore, the change in output signal caused by this braking is eliminated. Thus, the reduction of the vibration sensitivity to accelerations, perpendicular to the measuring axis, and intrinsic noise occurs. Resonance phenomena during the movement of the plunger and the liquid column in the core (the valve is suppressed by the forces of viscous friction in the capillaries. The increased working safety is ensured by the fact that the plunger can be released when it is wedged by applying an external force to the elastic elements and directly to the working fluid. If elastic Since the element is made in the form of a gas bubble, then when an external shock acceleration is applied, the force acting on the plunger is due to the inertia of the fluid mass together with the plunger.

Claims (1)

АКСЕЛЕРОМЕТР ЛИНЕЙНЫХ УСКОРЕНИЙ, содержащий герметичный кор пус, заполненный рабочей жидкостью, с размещенными в нем электродами и преобразующим элементом, выполненным в' виде плунжера, установленного с ка. пиллярным зазором относительно внут. ренней стенки корпуса, о тли ч а ю щ и й с я тем, что, с целью ио*“ вышення точности измерения, снижения порога чувствительности и повышения надежности в работе, корпус снабжен упругими элементами, расположенными в его торцах, и разделен на отсеки, в одном из которых расположены электроды и плунжер и который сообщается с отсекаю! в торцах через капиллярные каналыACCELEROMETER OF LINEAR ACCELERATION, containing a sealed housing filled with a working fluid, with electrodes placed in it and a converting element made in the form of a plunger mounted with a ka. Pillar clearance with respect to int. the front wall of the case, which is due to the fact that, in order to * * improve measurement accuracy, lower the threshold of sensitivity and increase reliability in operation, the case is equipped with elastic elements located at its ends and is divided into compartments , in one of which are the electrodes and plunger and which communicates with the cut off! at the ends through capillary channels Ιω (ГОΙω (GO II
SU813339382A 1981-09-07 1981-09-07 Linear acceleration accelerometer SU1007018A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813339382A SU1007018A1 (en) 1981-09-07 1981-09-07 Linear acceleration accelerometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813339382A SU1007018A1 (en) 1981-09-07 1981-09-07 Linear acceleration accelerometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1007018A1 true SU1007018A1 (en) 1983-03-23

Family

ID=20977272

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813339382A SU1007018A1 (en) 1981-09-07 1981-09-07 Linear acceleration accelerometer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1007018A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1.Авторскоечсвидетельство СССР 640212, кл. G 01 Р 15/08, 1978. 2. Авторское свидетельство СССР 678428,-кл. G 01 Р 15/08, 1976 (прототип). . *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3363470A (en) Accelerometer
US3709042A (en) Capacitance accelerometer
SU1007018A1 (en) Linear acceleration accelerometer
KR850004632A (en) Vortex flowmeter
US4361040A (en) Integrating angular accelerometer
US3494203A (en) Liquid damper for measuring instruments
SU723458A1 (en) Angular accelerometer
SU1030734A1 (en) Acceleration meter
US3530726A (en) Accelerometer
SU1109697A1 (en) Geophone
US3978715A (en) Low frequency, high sensitivity electromechanical transducer
SU1295343A1 (en) Molecular-electronic instrument transducer
SU1000918A1 (en) Electrokinetic pickup of angular accelerations
SU514243A1 (en) Electrochemical accelerometer
RU2018851C1 (en) Electrokinetic angular acceleration sensor
RU94025914A (en) Molecular-electronic converter of oscillating acceleration
US3153346A (en) Accelerometer
SU508741A1 (en) Electrokinetic accelerometer linear accelerations
SU623159A1 (en) Hydrodynamic float-type integrating accelerometer
SU920528A1 (en) Accelerometer moving assembly suspension
SU843003A1 (en) Molecular-electronic sensor of mechanical signals
SU1448284A1 (en) Electrokinetic transducer
SU1100493A1 (en) Mercury=electrolytic measuring converter
RU1394954C (en) Seismic oscillations receiver
SU1515216A1 (en) Electrochemical converter