SU1464110A1 - Device for measuring linear acceleration - Google Patents

Device for measuring linear acceleration Download PDF

Info

Publication number
SU1464110A1
SU1464110A1 SU874238992A SU4238992A SU1464110A1 SU 1464110 A1 SU1464110 A1 SU 1464110A1 SU 874238992 A SU874238992 A SU 874238992A SU 4238992 A SU4238992 A SU 4238992A SU 1464110 A1 SU1464110 A1 SU 1464110A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
transducers
deformation
pairs
idts
self
Prior art date
Application number
SU874238992A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ильдар Хайдарович Исхаков
Алексей Николаевич Булюк
Original Assignee
Казанский Авиационный Институт Им.А.Н.Туполева
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 Казанский Авиационный Институт Им.А.Н.Туполева filed Critical Казанский Авиационный Институт Им.А.Н.Туполева
Priority to SU874238992A priority Critical patent/SU1464110A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1464110A1 publication Critical patent/SU1464110A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к акселерометрам , построенным по разомкнутой схеме с автогенераторными преобразо-- вател ми деформации на поверхностно- акустических волнах (ПАВ). Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности за счет введени  дополнительных преобразователей на ПАВ. При наличии измер емого ускорени , направленного перпендикул рно плоскости двухконсольной балки 1 - чувствительного упругого элемента с инерционными массами 2 и 3 на концах консолей , происходит изменение режимов работы автогенераторных преобразователей деформации, дифференциально подключенных через буферные усилители 4 и 5 к регистратору 6. Каждый из преобразователей деформации содержит параллельно расположенные основную 7, 10 и внутреннюю дополнительную 8, 9 пары встречно-гатьтревых преобразователей (ВШП) ПАВ, соединенных соответ- .ственно усилител ми 13 и 12. Кратность длин волн.акустического синхронизма всех пар ВШП обеспечивает синфазное сложение сигналов на приемных ВШП 7,8. Указанные пары ВШП располо- . жены симметрично ВШП, размещенным на другой стороне двухконсольной балки . Суммарный сигнал с каждого преобразовател  деформаций усиливаетс  за счет отклика внутреннего контура автогенератора, включающего ВПЯ1 8,9 и усилитель 12. 2 ил. § (ЛThe invention relates to accelerometers built in an open circuit with self-oscillating transducers of deformation on surface-acoustic waves (SAW). The aim of the invention is to increase the sensitivity by introducing additional transducers to the surfactant. In the presence of measurable acceleration, directed perpendicular to the plane of the dual console beam 1, a sensitive elastic element with inertial masses 2 and 3 at the ends of the consoles, the operating modes of the automatic deformation transducers, which are differentially connected via buffer amplifiers 4 and 5 to the recorder 6, change. deformation contains parallel to the main 7, 10 and internal additional 8, 9 pairs of anti-aging transducers (IDT) surfactants connected respectively T., by amplifiers 13 and 12. The multiplicity of wavelengths. Acoustic synchronism of all pairs of IDTs provides common-mode addition of signals at receiving IDTs 7.8. These pairs of IDTs are located. wives are symmetrical to the IDP, placed on the other side of the two-console beam. The total signal from each strain transducer is amplified due to the response of the internal oscillator circuit of the oscillator, including TF1 8.9 and amplifier 12. 2 Il. § (L

Description

2020

ными ВШП 7 и 8 внешнего и внутреннего 15 Л, п- А2перва  и втора  ПАВ контуров автогенерации первой и второй ПАВ, которые имеют одну и ту же длину волны Л , Величина амплитуды переменного электрического напр жени  (частота которого однозначно соответствует длине волны А первой и второй ПАВ) на сигнальных электродных системах ВШП 8 и 7 пр мо пропорциональна амплитуде результирующей ПАВ, величина которой равна векторной сумме первой и второй ПАВ,The external and internal 15 L, n-A2 first and second surfactants of the autogeneration circuits of the first and second surfactants that have the same wavelength, L, are the amplitudes of the alternating electric voltage (the frequency of which uniquely corresponds to the wavelength A of the first and the second surfactant) on the signal electrode systems of IDT 8 and 7 directly proportional to the amplitude of the resulting surfactant, the value of which is equal to the vector sum of the first and second surfactants,

Кроме того, если длина волны , акустического синхронизма идентичных ВШП 8 и 9 отличаетс  от длины волныIn addition, if the wavelength, the acoustic synchronism of identical IDT 8 and 9 differs from the wavelength

внешнего и внутреннего контуров автогенерации синфазно складываютс  друг с другом на приемных ВШП 8 и 7, следовательно, режим автогенерации первого ПАВ преобразовател  деформации обеспечиваетс  при наименьших величинах коэффициентов усилени  К и К;2 усилителей 12 и 13,The external and internal autogeneration contours in-phase are added to each other at receiving IDT 8 and 7, therefore, the autogeneration mode of the first SAW deformation converter is provided with the lowest values of the gain factors K and K; 2 amplifiers 12 and 13,

Второй автогенераторный ПАВ пре- 25 образователь деформации полностью идентичен первому автогенераторному ПАВ преобразователю деформации и содержит ВШП 15 - 18, расположенные на широкой грани 19 упругого элемен Лл акустического синхронизмацдей- . о та 1, и два идентичных усилител  20The second self-generating surfactant deformation transducer is completely identical to the first self-generating surfactant deformation transducer and contains transducer 15-18, located on the wide face 19 of the elastic element LL of acoustic synchro- micals-. About that 1, and two identical amplifier 20

тичных ВШ 7 и 10, а именно Т(,Ф Л. или тФ1, то длина волны Л результирующей ПАВ, взаимодействующей с приемными ВШП 8 и 7, равна наименьшей из длинtsehnyh VSh 7 and 10, namely T (, F L. or tF1, then the wavelength L of the resulting surfactant interacting with the receiving IDT 8 and 7 is equal to the shortest of the lengths

и 21.and 21.

Внутренний контур автогенерации второго ПАВ преобразовател  деформации состоит из усилител  20 и линииThe internal circuit of the autogeneration of the second surfactant of the strain converter consists of the amplifier 20 and the line

волн Ч,, или /д, акустического синхро- « состоит и у unm 17 „ 16 ко- 2. „ 35 задержки ПАВ между БШП 1/ и ID, коwaves H, or / d, acoustic synchro “consists of unm 17„ 16 kos- 2. „35 delayed SAW between BSP 1 / and ID,

торые имеют одинаковые конструкции и размещаютс  симметрично друг другуsome have the same design and are placed symmetrically to each other

низма, поскольку ПАВ с длиной волны -Л может одновременно существовать во внешнем и внутреннем контуре автогене- рации, если ее длина Л равна наименьшейsince the surfactant with the -L wavelength can simultaneously exist in the external and internal contour of autogeneration, if its length L is equal to the smallest

издлинвопн Л,или1,акустического 40 упругого элемента 1, причем рассто - синхронизма пар БШП У, о или /,.iu. - . .published L, or 1, acoustic 40 of the elastic element 1, and distance - synchronism of pairs BSP U, o or /,.iu. -. .

относительно поперечной плоскости симметрии ос двухконсольной балкиwith respect to the transverse plane of symmetry of the biplane axle

ние L( между центрами ВШП 16 и 17 выбираетс  равным , где К - цеНаименьшее значение кратковременной нестабильности выходной частоты f первого автогенераторного ПАВ преобразовател  деформации, а следовательно , и наибольшее при прочих равных услови х разрешение измер емой величины линейных ускорений обеспечиваютс , если внешний и внутренний контуры самовозбуждени , каждый в отдельности, работают в недовозбуж- денном режиме. Дл  этого величина коэффициента усилени  К усилител . 12 внутреннего контура выбираетс  примерно на 10% меньшей значени , при котором произошло бы самовозбуждение внутреннего контура по цепи ВПШ 8, усилитель 12 ВШП 9, лини  задержки ПАВ от ВШП 9 к ВШП 8„ ВеличиL (between the centers of IDT 16 and 17 is chosen to be, where K is the center of the short-term instability of the output frequency f of the first autogenerator SAW deformation converter, and hence the highest, other things being equal, resolution of the measured value of linear accelerations is provided if external and internal self-excitation circuits, each separately, operate in an uncooled mode. For this, the gain value K of the amplifier .12 the internal contour is selected by about 10% less and in which the self-oscillation would have occurred on the inner loop circuit HPS 8, amplifier 9 IDT 12, SAW delay line 9 from the IDT to IDT 8 "greatness

Л, п- А2перва  и втора  ПАВ   L, p - A2 first and second surfactant

внешнего и внутреннего контуров автогенерации синфазно складываютс  друг с другом на приемных ВШП 8 и 7, следовательно, режим автогенерации первого ПАВ преобразовател  деформации обеспечиваетс  при наименьших величинах коэффициентов усилени  К и К;2 усилителей 12 и 13,The external and internal autogeneration contours in-phase are added to each other at receiving IDT 8 and 7, therefore, the autogeneration mode of the first SAW deformation converter is provided with the lowest values of the gain factors K and K; 2 amplifiers 12 and 13,

Второй автогенераторный ПАВ пре- образователь деформации полностью идентичен первому автогенераторному ПАВ преобразователю деформации и содержит ВШП 15 - 18, расположенные на широкой грани 19 упругого элемента 1, и два идентичных усилител  20The second self-generating surfactant deformation converter is completely identical to the first self-generating surfactant deformation converter and contains IDTs 15-18, located on the wide face 19 of the elastic element 1, and two identical amplifiers 20

и 21.and 21.

упругого элемента 1, причем рассто  - . .elastic element 1, and the distance -. .

относительно поперечной плоскости симметрии ос двухконсольной балкиwith respect to the transverse plane of symmetry of the biplane axle

упругого элемента 1, причем рассто - - . .elastic element 1, and the distance - -. .

ние L( между центрами ВШП 16 и 17 выбираетс  равным , где К - целое число, а Л, - длина ПАВ акустического синхронизма пары В1ЧП 16 и 17,L (between the centers of the IDP 16 and 17 is chosen to be equal, where K is an integer, and L is the length of the SAW of the acoustic synchronism of a pair of WCP 16 and 17,

;Внешний контур автогенерации второго ПАВ преобразовател  деформации состоит из усилител  21 и линии задержки ПАВ между ВШП 15 и 18, которые имеют одинаковые конструкции и размещаютс  . симметрично друг другу относительно поперечной плоскости сим {етрии 00 упругого элемента 1 (фиг,1), причем расс о ние L между центрами ВУШ 15 и 18 выбираетс  равньш Lj,N- A, где N - целое число, а - длина ПАВ акустического синхронизма при ВШП 15 и 18. Величина коэффициента усилени  Kj усилител  20 внутреннего контура автогенерации второго ПАВ преобразо-The outer loop of the autogeneration of the second SAW deformation converter consists of the amplifier 21 and the SAW delay line between the IDTs 15 and 18, which have the same designs and are placed. symmetrically to each other with respect to the transverse plane of the symmetry of the elastic element 1 (Fig, 1), the scattering L between the centers of high-school high school 15 and 18 is chosen equal to Lj, N-A, where N is an integer and a is the length of the surfactant of acoustic synchronism at IDT 15 and 18. The magnitude of the gain Kj of the amplifier 20 of the internal circuit of the autogeneration of the second surfactant transforms

514514

ватсл  деформаиии вьйираетс  примерно на 107, меньшей значени , при котором произошло бы самовозбуждение внутреннего контура по цепи Виш 16, усили- тель 20, ВШП 17, лини  задержки ПАВ от ВПШ 17 и ВШ 16, а величина коэффициента усилени  К,, усилител  21 внешнего контура выбираетс  такой, чтобы обеспечить недостающее усиление по внешнему контуру дл  возникновени  режима самовозбуждени  асего двухкон- турного второго автогенераторного ПАВ преобразовател  деформации.The deformation voltage is approximately 107, a smaller value, at which the internal circuit along the Vish 16 circuit, the amplifier 20, the IDT 17, the SAW 17 delayed line and the HS 16, and the gain factor K external amplifier the contour is chosen such as to provide the missing gain along the external contour for the occurrence of the self-excitation regime of the two-circuit second self-oscillator surfactant of the deformation converter.

Выходные частоты f, и f соответ- ственно первого и второго автогенё- раторных ПАВ преобразователей дефор нации ввиду их полной идентичности друг другу при отсутствии линейных ускорений равны между собой. Их зна- чени  определ ютс  пространственным периодом электродных систем БШП 7 - Юн 15-V 10 и 15 - 18, скоростью распространени  ПАВ в материале упругого элемента 1, играющего одно- временно роль звукопровода ПАВ, и величинами рассто ний L, и L. .между центрами ВВШ внешних и внутренних контуров автогенерации первого и второго ПАВ преобразователей деформацииDue to their complete identity with each other in the absence of linear accelerations, the output frequencies f, and f, respectively, of the first and second autogenous surfactants of the deforming transducers are equal. Their values are determined by the spatial period of the BSP 7-Yun 15-V 10 and 15-18 electrode systems, the propagation velocity of the surfactant in the material of the elastic element 1, which simultaneously plays the role of the acoustic circuit, and the distance values L, and L. between the centers of internal combustion engines of external and internal circuits of autogeneration of the first and second surfactants of strain transducers

Буферные усилители 4 и 3 служат дл  обеспечени  разв зки между выходами первого и второго автогенераторных ПАВ преобразователей деформации и соответствующими входами регистрирующего устройства 6.Buffer amplifiers 4 and 3 are used to provide isolation between the outputs of the first and second self-oscillating SAW of the strain transducers and the corresponding inputs of the recording device 6.

Устройство дл  измерени  линейных ускорений работает следующим образомThe device for measuring linear accelerations works as follows.

При по влении измер емых ускоре ний вследствие инерционных свойств масс 2 и 3 возникают взаимно противоположные деформации широких граней 11 и 19 упругого элемента 1, что приводит к взаимно противоположным изме нени м выходных частот f,+uf и f,, + 4-uf первого и второго автогенераторных ПАВ преобразователей деформации.With the appearance of measurable accelerations, due to the inertial properties of masses 2 and 3, mutually opposite deformations of wide faces 11 and 19 of elastic element 1 occur, which leads to mutually opposite changes in output frequencies f, + uf and f ,, + 4-uf of the first and the second self-oscillating surfactant strain transducers.

IQ Iq

t5 20 25 Qt5 20 25 Q

3535

4040

4545

10ten

пр мо пропорциональным величине измер емых ускорений.directly proportional to the magnitude of the measured accelerations.

При наличии угловых ускорений широкие грани 11 и 19 упругого элемента 1 испытывают одинаковые по величине и знаку деформации, вследствие чего выходные частоты f, и f первого и второго автогенераторных ПАВ преобразователей деформации измен ютс  на одну и ту же величину , т.е. f, ± tAf и f., и значит не вызьшают изменений показаний регистрирующего устройства 6.In the presence of angular accelerations, the wide faces 11 and 19 of the elastic element 1 experience the same magnitude and sign of deformation, as a result of which the output frequencies f and f of the first and second self-oscillating SAW transducers of the deformation change by the same amount, i.e. f, ± tAf and f., and therefore do not change the readings of the recording device 6.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  измерени  линейных ускорений, содержащее закрепленный в корпусе упругий чувствительный эле- . мент в виде двухконсольной балки с инёрционньши массами на концах и двум  автогенераторными преобразовател ми деформации пары, встречно-штыревые преобразователи поверхностных акустических волн которых расположены на противоположных полост х балки, .отличающеес  тем, что, с целью повышени  чувствительности, в каждый из автогенераторных преобразователей деформации введена дополнительна  пара встречно-штыревых преобразователей , расположенна  параллельно преобразовател м основной пары , и усилитель, соедин ющий встреч- но-штыревые преобразователи дополнительной пары, причем рассто ние между центрами преобразователей в основной паре и дополнительной кратны целому числу длин волн акустического синхронизма этих пар, а длины волн акустического синхронизма основных пар кратны друг другу, при этом все встречно-штыревые преобразователи, закрепленные на одной стороне двухконсольной балки, расположены симметрично встречно-штыревым преобразовател м , размещенным на другой стороне балки оA device for measuring linear accelerations containing a resilient, sensitive element fixed in the housing. a dual-console beam with inertial masses at the ends and two self-oscillating converters of the deformation of a pair, the interdigital transducers of the surface acoustic waves of which are located on opposite cavities of the beam, which, in order to increase the sensitivity, to each of the self-oscillating converters of the deformation An additional pair of interdigital transducers is introduced, located parallel to the transducers of the main pair, and an amplifier connecting the interdigital pins. e converters of an additional pair, the distance between the centers of the transducers in the main pair and the additional multiples of the integer number of acoustic synchronism wavelengths of these pairs, and the acoustic synchronism wavelengths of the main pairs are multiple to each other, with all the interdigital transducers fixed on one side of the dual console beams are arranged symmetrically with interdirectional transducers placed on the other side of the beam about Фиг. 2FIG. 2
SU874238992A 1987-05-04 1987-05-04 Device for measuring linear acceleration SU1464110A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874238992A SU1464110A1 (en) 1987-05-04 1987-05-04 Device for measuring linear acceleration

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874238992A SU1464110A1 (en) 1987-05-04 1987-05-04 Device for measuring linear acceleration

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1464110A1 true SU1464110A1 (en) 1989-03-07

Family

ID=21301917

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874238992A SU1464110A1 (en) 1987-05-04 1987-05-04 Device for measuring linear acceleration

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1464110A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент US № 3863497, кл. G 01 В 517, 1975. Авторское свидетельство СССР № 1029085, кл. G 01 Р 15/08, 1983. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4306456A (en) Elastic wave accelerometer
US4479385A (en) Double resonator cantilever accelerometer
GB1011775A (en) Improvements in or relating to transducer devices
US4346597A (en) Dual range, cantilevered mass accelerometer
JPH03501651A (en) Combined pair of force transducers
US4621530A (en) Surface acoustic wave accelerometer
DE69727587D1 (en) ELECTRONIC WEIGHING DEVICE WITH ACOUSTIC SURFACE WAVES
SU1464110A1 (en) Device for measuring linear acceleration
US4258572A (en) Single axis crystal constrained temperature compensated digital accelerometer
JPS62190905A (en) Surface acoustic wave device
US4301683A (en) Elastic surface wave accelerometer
JPS60186725A (en) Pressure sensor
SU1069192A1 (en) Differential acoustical-electronic transducer
JPS61169728A (en) Force sensor
SU1643949A1 (en) In-motion weighing device
SU1435968A1 (en) Pressure transducer
SU823893A1 (en) Mechanical deformation meter using surface acoustic waves
SU1673991A1 (en) Accelerometer
SU808840A1 (en) Device for measuring mechanical parameters
RU2039996C1 (en) Accelerometer
SU1679394A1 (en) Accelerometer
SU1280335A1 (en) Device for measuring acoustic vibrations
SU1578526A1 (en) Force transmitter
JPS61234324A (en) Stress sensor
SU1113689A1 (en) Force pickup