SU1492290A1 - Method and apparatus for measuring acceleration - Google Patents

Method and apparatus for measuring acceleration Download PDF

Info

Publication number
SU1492290A1
SU1492290A1 SU874205278A SU4205278A SU1492290A1 SU 1492290 A1 SU1492290 A1 SU 1492290A1 SU 874205278 A SU874205278 A SU 874205278A SU 4205278 A SU4205278 A SU 4205278A SU 1492290 A1 SU1492290 A1 SU 1492290A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
bridge
arms
sinusoidal voltage
inductive elements
thermal stability
Prior art date
Application number
SU874205278A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Иванович Евневич
Валерий Михайлович Крячко
Наталия Глебовна Семенова
Original Assignee
Ленинградский государственный университет
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 Ленинградский государственный университет filed Critical Ленинградский государственный университет
Priority to SU874205278A priority Critical patent/SU1492290A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1492290A1 publication Critical patent/SU1492290A1/en

Links

Landscapes

  • Micromachines (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  определени  параметров движени  различных объектов. Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности и термостабильности устройства дл  измерени  ускорений. Устройство содержит мост, два плеча которого составл ют емкостные датчики перемещений 2 и 3 и индуктивные элементы 4 и 5. Мост возбуждаетс  генератором 1 синусоидального напр жени , настраиваемого в резонанс с одной из ветвей моста. В устройстве настройка обеспечиваетс  положительной обратной св зью через одно из плеч моста. Напр жение, пропорциональное ускорению, снимаетс  с диагонали моста на дифференциальный усилитель 10. Термостабильность устройства достигаетс  использованием в качестве индуктивных элементов 4 и 5 пьезокварцевых резонаторов. 1 ил.The invention relates to a measurement technique and can be used to determine the motion parameters of various objects. The aim of the invention is to increase the sensitivity and thermal stability of a device for measuring accelerations. The device comprises a bridge, the two arms of which comprise capacitive displacement sensors 2 and 3 and inductive elements 4 and 5. The bridge is driven by a sinusoidal voltage generator 1, tuned to resonance with one of the branches of the bridge. In the device, tuning is provided by positive feedback through one of the arms of the bridge. A voltage proportional to the acceleration is removed from the bridge diagonal to the differential amplifier 10. The thermal stability of the device is achieved by using piezoquartz resonators as inductive elements 4 and 5. 1 il.

Description

1one

(21)4205278/2А-10(21) 4205278 / 2A-10

(22)04.03.87(22) 03/04/87

(46) 07.07.89.БЮЛ. № 25(46) 07.07.89.BUL Number 25

(71)Ленинградский государственный университет(71) Leningrad State University

(72)Б.И.Евневич, В.М.Кр чко и Н.Г.Семенова(72) B.I. Yevnevich, V.M. Krkko and N.G.Semenova

(53)531.768 (088.8)(53) 531.768 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 901914, кл. G 01 Р 15/08, 1980.(56) USSR Copyright Certificate No. 901914, cl. G 01 P 15/08, 1980.

Дубовский В.Б. Измерение низкочастотных ускорений. - М.: Наука. 198I, с. 79.Dubovsky V.B. Measurement of low frequency accelerations. - M .: Science. 198I, p. 79.

(54)СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УСКОРЕНИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(54) METHOD OF MEASUREMENT OF ACCELERATION AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

(57)Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  определени  параметров движени  различных объектов. Целью(57) The invention relates to measurement technology and can be used to determine the motion parameters of various objects. Purpose

изобретени   вл етс  повьппение чувствительности и термостабильности устг; ройства дл  измерени  ускорений. Устройство содержите мост, два плеча которого составл ют емкостные датчики перемещений 2 и 3 и индуктивные элементы 4 и 5. Мост возбуждаетс  генератором синусоидального напр жени  1, настраиваемого в резонанс с одной из ветвей моста. В устройстве настройка обеспечиваетс  положительной обратной св зью через одно из плеч моста. Напр жение, пропорциональное ускорению, снимаетс  с диагонали моста на дифференциальный усилитель 10. Термостабильность устройства достигаетс  использованием в качестве индуктивных элементов 4 и 5 пьезо- кварцевых резонаторов. 2 с. и I з.п. ф-лы, I ил.of the invention is the twisting of the sensitivity and thermal stability of a batch; Measurements for measuring accelerations. The device contains a bridge, the two arms of which comprise capacitive displacement sensors 2 and 3 and inductive elements 4 and 5. The bridge is excited by a sinusoidal voltage generator 1 tuned to resonance with one of the branches of the bridge. In the device, tuning is provided by positive feedback through one of the arms of the bridge. The voltage proportional to the acceleration is removed from the diagonal of the bridge to the differential amplifier 10. The thermal stability of the device is achieved by using piezo-quartz resonators as inductive elements 4 and 5. 2 sec. and I zp f-ly, I ill.

(L

сwith

, 7k, 7k

М  M

4four

;D; D

N9 ГОN9 GO

CDCD

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  определени  параметров движени  различных объектов.The invention relates to a measurement technique and can be used to determine the motion parameters of various objects.

Цель изобретени  - повышение чув- свительности, и термостабильности при измерении ускорений.The purpose of the invention is to increase the sensitivity and thermal stability when measuring accelerations.

На чертеже приведена схема устройства , реализующего способ измерени , ускорений.The drawing shows a diagram of a device implementing a method of measuring accelerations.

Устройство содержит генератор I синусоидального напр жени , мост, дв плеча которого составл ют последовательные резонансные контуры, состо щие из емкостных датчиков 2 и 3 перемещени , индуктивных злементов 4 и 5 и резисторов 6 и 7. Два других плеча моста образуют резисторы 8 и 9 Генератор I синусоидального напр жени  подключен своим выходом к диагонали моста, обозначенной буквами А и В. К резистору 8 подключен вход генератора 1 так, чтобы обеспечить положительную обратную св зь генератора через -ветвь моста, содержащую емкостный датчик 2, индуктивны элемент 4 и резисторы 6 и 8. Напр жение разбаланса моста снимаетс  с диагонали D-E на вход дифференциального усилител  10.The device contains a generator of sinusoidal voltage I, a bridge, the two arms of which comprise successive resonant circuits consisting of capacitive displacement sensors 2 and 3, inductive elements 4 and 5, and resistors 6 and 7. Two other arms of the bridge form resistors 8 and 9. I sinusoidal voltage connected to the output of the diagonal of the bridge, denoted by the letters A and B. To the resistor 8 is connected to the input of the generator 1 so as to provide positive feedback of the generator through the branch of the bridge containing the capacitive sensor 2, ind element 4 and resistors 6 and 8 are active. The voltage of the bridge unbalance is taken from the diagonal D-E to the input of the differential amplifier 10.

Емкостиые датчики 2 и 3 перемещений могут быть выполнены в виде диффренциального конденсатора с ной общей пластиной.Capacitive sensors 2 and 3 displacements can be made in the form of a differential capacitor with a common plate.

Измерение ускорений производитс  .следующим образом.Acceleration measurements are made as follows.

При отсутствии ускорени  емкостных датчиков 2 и 3 перемещени  равны между собой и напр жение в диагонали D-F равно нулю.In the absence of acceleration of the capacitive sensors 2 and 3, the displacements are equal to each other and the voltage in the diagonal D-F is zero.

При действии ускорени  емкости емкостных датчиков 2 и 3 измен ютс  так, что одна из них увеличиваетс , а друга  уменьшаетс . Частота генертора 1 синусоидального напр жени  устанавливаетс  так, что она совпадает с собственной частотой колебательного контура одной из ветвей моста, состо щей из емкостного датчика 2, индуктивного элемента 4 резисторов 6 и 8. В устройстве настрока генератора 1 в резонанс с колебательным контуром обеспечиваетс , положительной обратной св зью по току колебательного контура через ре- зистор 8.Under the action of accelerating the capacitance of the capacitive sensors 2 and 3 are changed so that one of them increases, and the other decreases. The frequency of the generator 1 sinusoidal voltage is set so that it coincides with the natural frequency of the oscillatory circuit of one of the branches of the bridge, consisting of a capacitive sensor 2, an inductive element 4 of resistors 6 and 8. In the device, tuning the oscillator 1 into resonance with an oscillating circuit ensures positive feedback current oscillatory circuit through the resistor 8.

Друга  ветвь моста оказываетс  на склоне резонансной частотной харAnother branch of the bridge is on the slope of a resonant frequency

00

5five

00

5five

5five

00

5five

00

5five

00

теристики. Така  расстройка второго контура нар ду с расбаланснровкой моста от изменени  емкостей емкостных датчиков 2 и 3 обеспечивает более высокое напр жение расбаланса моста, характериз тощее величину измер емого ускорени . Это напр жение усиливаетс  дифференциальным усилителем 10. Дл  случа , равенства емкостей емкостных датчиков 2 и 3 и их изменени  при действии ускорени  напр жение расбаланса моста в диагонали D-E определ етс  выражениемtests. Such a second circuit detuning along with unbalance of the bridge from changes in the capacitances of the capacitive sensors 2 and 3 provides a higher voltage of the unbalance of the bridge, which is characterized by a lower measured acceleration value. This voltage is amplified by the differential amplifier 10. For the case that the capacitances of the capacitive sensors 2 and 3 are equal and their changes under the action of accelerating the unbalance voltage of the bridge in the diagonal D-E, is determined by the expression

ЛU L ,JQ-|.LU L, JQ- |.

где jjU - напр жение расбаланса в диагонали мос:та;where jjU is the voltage unbalance in the diagonal of mos: ta;

и - напр жение на выходе генератора синусоидального напр жени ;and - voltage at the output of a sinusoidal voltage generator;

О - добротность последовательного резонансного контура;O is the Q factor of the serial resonant circuit;

С - емкость каждого плеча датчика перемещени ;C is the capacity of each arm of the displacement sensor;

ЛС - изменение емкостей под действием ускорени .LS - the change in capacity under the action of acceleration.

В устройстве нестабильность частоты генератора не вли ет на чувст- ритальность устройства, так как частота генератора 1 определ етс  параметрами одной из ветвей моста, обеспечива  ее работу в режиме резонанса .In the device, the frequency instability of the generator does not affect the sensitivity of the device, since the frequency of generator 1 is determined by the parameters of one of the branches of the bridge, ensuring its operation in the resonance mode.

Использование в качестве индуктивных элементов 4 и 5 устройства пьезо- кварцевых резонаторов, характеризующихс  высокой температурной стабильностью , обеспечивает высокую термостабильность и всего устройства.The use of piezo-quartz resonators with high temperature stability as inductive elements 4 and 5 ensures high thermal stability of the entire device.

Claims (3)

1.Способ измерени  ускорений, заключаюпшйс  в том, что возбуждают мост с двум  емкостными датчиками перемещени  в его плечах синусоидальным напр жением и измер ют напр жени  расбаланса моста, отличающийс  тем, что, с целью повышени  чувствительности, частоту синусоидального напр жени  устанавливают равной резонансной частоте одной из ветвей моста.1. A method of measuring accelerations, implies that excite a bridge with two capacitive displacement sensors in its arms with sinusoidal voltage and measure the unbalance voltage of the bridge, characterized in that, in order to increase the sensitivity, the frequency of the sinusoidal voltage is set equal to the resonant frequency one of the branches of the bridge. 2.Устройство дл  измерени  уско- рений, содержащее мост с двум  емкостными датчиками и соединенными последовательно с ними индуктивными элементами в двух плечах моста и резисторами в двух других его плечах, генератор синусоидального напр жени , подключенньт своим выходом к одной из диагоналей моста и измеритель напр жени  расбаланса моста, подключенный к другой его диагонали, отличающеес  тем, что2. A device for measuring accelerations, containing a bridge with two capacitive sensors and connected in series with them inductive elements in the two arms of the bridge and resistors in two its other arms, a sinusoidal voltage generator connected by its output to one of the bridge diagonals and a measurer the bridal balance of the bridge connected to its other diagonal, characterized in that одно из плеч моста с резистором подключено к входу генератора синусоидального напр жени  дл  образовани  положительной обратной св зи.One of the bridge arms with a resistor is connected to the input of a sinusoidal voltage generator to form a positive feedback. 3. Устройство по п.2, о тл и - чающеес  тем, что, с целью повышени  термостабильности, в качестве индуктивных элементов использованы пьеэокварцевые резонаторы.3. The device according to claim 2, about t and which is the fact that, in order to increase thermal stability, piezoquartz resonators are used as inductive elements.
SU874205278A 1987-03-04 1987-03-04 Method and apparatus for measuring acceleration SU1492290A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874205278A SU1492290A1 (en) 1987-03-04 1987-03-04 Method and apparatus for measuring acceleration

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874205278A SU1492290A1 (en) 1987-03-04 1987-03-04 Method and apparatus for measuring acceleration

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1492290A1 true SU1492290A1 (en) 1989-07-07

Family

ID=21288974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874205278A SU1492290A1 (en) 1987-03-04 1987-03-04 Method and apparatus for measuring acceleration

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1492290A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2750131C1 (en) * 2020-12-03 2021-06-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" Capacitive motion sensor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2750131C1 (en) * 2020-12-03 2021-06-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" Capacitive motion sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1155197A (en) Ultra sensitive liquid level detector and method
CN114629438B (en) Acceleration compensation anti-vibration crystal oscillator and compensation method thereof
JPH08278336A (en) Electrostatic sensor device
SU1492290A1 (en) Method and apparatus for measuring acceleration
RU2126173C1 (en) Device with capacitance gauge
JPH0287053A (en) Method for determining characteristic value of hf-oscillator and circuit device
SU1163154A1 (en) Vibration meter
US3417606A (en) Electric discharge device
ATE282820T1 (en) CAPACITIVE FORCE CONVERTER
JPS6480848A (en) Alcohol concentration detector for fuel
SU1597548A1 (en) Pickup of object angle of slope
SU1114960A1 (en) Device for measuring parameters of dielectrics
SU477367A1 (en) Q Meter
SU1000807A1 (en) Frequency-type pickup of pressure (its versions)
SU970265A1 (en) Measuring device for frequency piezoresonance pickup
SU1499273A1 (en) Resonance method of determining parameters of reactive elements
SU1145301A1 (en) Self-excited oscillator-based meter of quality factor
SU979903A1 (en) Differential piezoelectric converter
SU1531004A1 (en) Parametric transducer of nonelectric values into electric signal
SU1684718A2 (en) Measuring generator
SU1362363A1 (en) Device for measuring contact potential difference
SU913488A1 (en) Capacitive sensor
SU905671A1 (en) Pressure pickup
US3497800A (en) Vibration magnetometer for measuring tangential component of constant magnetic field on flat surface of samples of ferromagnetic materials
SU808981A1 (en) Resonsnce meter of small capacitance increments