SU1515112A1 - String accelerometer - Google Patents

String accelerometer Download PDF

Info

Publication number
SU1515112A1
SU1515112A1 SU864147533A SU4147533A SU1515112A1 SU 1515112 A1 SU1515112 A1 SU 1515112A1 SU 864147533 A SU864147533 A SU 864147533A SU 4147533 A SU4147533 A SU 4147533A SU 1515112 A1 SU1515112 A1 SU 1515112A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
strain
strain gauge
string
temperature
current leads
Prior art date
Application number
SU864147533A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Иванович Дрожжин
Николай Кузьмич Седых
Сергей Викторович Попов
Сергей Анатольевич Антипов
Original Assignee
Воронежский Политехнический Институт
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 Воронежский Политехнический Институт filed Critical Воронежский Политехнический Институт
Priority to SU864147533A priority Critical patent/SU1515112A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1515112A1 publication Critical patent/SU1515112A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Дл  измерений ускорени  корпус 1 закрепл етс  на исследуемый объект. Тензоструны 2 и 3 с помощью токовыводов 4 и 5, 6 и 7 включаетс  в мостовую измерительную схему, котора  балансируетс . К тензострунам прикреплены инерционные массы 8 и 9. Дл  измерени  температуры тоководы 4 и 6 соедин ютс  вместе, а токовыводы 5 и 7 подсоедин ютс  к измерителю температуры. Параметры тензострун подобраны таким образом, что выходной сигнал измерител  температуры 10 не будет зависеть от величины ускорени , а будет определ тьс  только температурой тензострун. 1 ил.This invention relates to a measurement technique. For acceleration measurements, body 1 is attached to a test object. Strain gauges 2 and 3 are connected to the bridge metering circuit, which is balanced, with the help of the current leads 4 and 5, 6 and 7. Inertial masses 8 and 9 are attached to the strain struts. To measure the temperature, the current leads 4 and 6 are connected together, and the current leads 5 and 7 are connected to a temperature meter. The parameters of the strain gauge are selected in such a way that the output signal of the temperature meter 10 will not depend on the magnitude of the acceleration, but will be determined only by the temperature of the strain gauge. 1 il.

Description

сл елlistened to

Фиг.11

3151511231515112

Изобретение относитс  к измериельной технике, а именно к измериел м ускорений.The invention relates to a measurement technique, namely to a measurement of accelerations.

Целью изобретени   вл етс  повыение точности измерений за счет одовременного измерени  ускорени  и температуры.The aim of the invention is to improve the measurement accuracy by simultaneously measuring acceleration and temperature.

На фиг,1 показана схема акселероетра; на фиг.2 - схема деформации Q ензоструны при наличии ускорени .FIG. 1 shows an accelerometer circuit; Fig. 2 is a diagram of the deformation of the Q of a pentostrum in the presence of acceleration.

Струнный акселерометр состоит из корпуса 1, первой 2 и второй 3 тен- зострун длиной 1, и 1 и омических контактов к ним 4 - 7. К тензо- 5 струнам закреплены инерционные массы 8 и 9. Дл  измерени  температуры тензоструны 2 и 3 соединены токовывода- ми от контактов 4 и 6 последовательно , а токовыводами от контактов 5 20 и 7 подключены к измерителю 10 температуры . Дл  измерени  ускорени  тензоструны включены в мостовую измерительную схему. Тензоструны выполнены из нитевидных кристаллов 25 (ПК) кремни , имеющих один тип проводимости , например дырочный,The string accelerometer consists of a body 1, the first 2 and second 3 of the ten-string length 1, and 1 and ohmic contacts to them 4 - 7. The inertial masses 8 and 9 are fixed to the strain-5 strings. - from contacts 4 and 6 in series, and current leads from contacts 5 20 and 7 are connected to temperature meter 10. To measure the acceleration, the strain gauge is included in a pavement measuring circuit. Strain gauges are made of filament-like crystals 25 (PC) silicon, having one type of conductivity, for example, hole,

Струнньш акселерометр работает следующим образом.String accelerometer works as follows.

Дл  измерений корпус 1 закрепл ют 30 на исследуемой детали. Тензоструны 2 и 3 с помощью токовыводов Д и 5, 6 и 7 включают в мостовую измерительную схему, котора  балансируетс . При раст жении сопротивление тензо- ,c струны 2 увеличиваетс , а тензоструны 3 - уменьшаетс . В результате этого возникает разбаланс мостовой схемы. Амплитуда выходного сигнала пропорциональна величине ускорени . 0 71л  измерени  температуры токовыво- ды 4 и 6 соедин ют вместе, а токо- выводы 5 и 7 подсоедин ют к измерителю 10 температуры. Если длины тензо- струн 1, и Ij „ удельные сопротинпе- д НИН р и j3., коэффициенты тензочувст- вительности К. и К, площади поперечного сечени  , и Я, а также модули Юнга К, и Е и величины сейсмических масс подобраны так, что при одинаковом ускорении изменение сопротивлени  1(3R,тензоструны равпо изменению сопротивлени  /5R тензоструны 3,For measurements, the housing 1 is fixed 30 on the test piece. Strain gauges 2 and 3 are connected to the pavement measuring circuit, which is balanced, with the help of the current leads D and 5, 6 and 7. When stretched, the resistance of the strain, c string 2 increases, and the strain strain string 3 decreases. As a result, the imbalance of the bridge circuit occurs. The amplitude of the output signal is proportional to the magnitude of the acceleration. 0 71 l of temperature measurement of the current outputs 4 and 6 are connected together, and the current leads 5 and 7 are connected to the temperature meter 10. If the lengths of tensor strings 1, and Ij are the specific soprotinpe NIN p and j3., The coefficients of the stress sensitivity K. and K, the cross-sectional area, and I, as well as the Young’s moduli K, and E, and the seismic masses are chosen that at the same acceleration the change in resistance 1 (3R, the strain gauges and the resistance change / 5R strains 3,

5050

ЛЯ , 4 R2LA, 4 R2

(1)(one)

то выходной измерител  10 температуры не будет зависеть от величины ускорени  (деформации тензо- струн), а будет определ тьс  только температурой тензострун. Общее сопротивление тензоструны в сумме, с учетом ( 1) не будет зависеть от деформацииthen the output temperature gauge 10 will not depend on the magnitude of the acceleration (strain of the strain gages), but will be determined only by the temperature of the strain gauges. The total resistance of the strain gauge in the amount, taking into account (1), will not depend on the deformation

R + R 2 Р- .R + R 2 P-.

(2)(2)

Тензоструна 3 под действием груза 9 испытывает деформацию изгиба. Предположим, что толщина тензоструны 3 равна b (фиг.2) . Кривизна изгиба сторон тензоструны будет г и г , причемTenzostruna 3 under the action of load 9 is experiencing a deformation of the bend. Suppose that the thickness of the strain gauge 3 is equal to b (figure 2). The curvature of the bend of the sides of the strut will be g and g, and

г, + h .g, + h.

(3)(3)

Величины радиусов кривизны будут зависеть от ускорени , с которым движет - с  исследуемый объект. Деформаци  , сторон 11 и 12 тензоструны 3 (фиг.2) будет соответственно определ тьс  по формулам:The values of the radii of curvature will depend on the acceleration with which it moves - the object under study. The deformations of sides 11 and 12 of the strain gauge 3 (Fig. 2) will be respectively determined by the formulas:

2 ; (сжатие) (4) 2; (compression) (4)

- , (раст жение) 2г2 2( . .  -, (stretching) 2 2 2 (.

Результирующа  деформаци  всей струны будетThe resulting deformation of the entire string will be

1one

1one

,,. ev (--i---i),,. ev (--i --- i)

(6)(6)

Так как г : г , + Ь, то суммарна  деформаци  тензоструны будет  вл тьс  деформацией сжати . У тензоструны, имеющей дырочную проводимость, при сжатии уменьшаетс  сопротивление R, а у тензоструны 2, котора  раст гиваетс , увеличиваетс  сопротивление . Дл  вьтолнени  условий (1) и (2) необходимо, чтобыSince r: r, + b, the total strain of the strain gauge will be a compressive strain. For a strain gauge with perforated conductivity, the resistance R decreases with compression, while the strain gauge 2, which is stretched, increases the resistance. To fulfill conditions (1) and (2) it is necessary that

3R, - /3R, О ,3R, - / 3R, Oh,

(7)(7)

Предположим, что делитель 1 движетс  с ускорением а, при этом на тензоструны 2 и 3 (.Фиг.1) действуютSuppose that divider 1 is moving with acceleration a, while strain gauges 2 and 3 (.Fig.1) are affected

силы:forces:

F 2 mg(g + а); F 3 m э(ё а) ,F 2 mg (g + a); F 3 m u (e a),

(8)(eight)

где g - ускорение свободного падени .where g is the acceleration of free fall.

Относительна  деформаци  тензострун в этом случае определ етс  соотношени ми:The relative deformation of the strain gauge in this case is determined by the relations:

ЬB

i niiiS-l-Si E S 2i niiiS-l-Si E S 2

e, L- msls-i-il ,e, L- msls-i-il,

(9)(9)

EE

S,S,

5 - 35 - 3

де 3 ,a ;de 3, a;

S.SjjEjjE ,- площади поперечного сечени  и модули Юнга тензострун 2 и 3;S.SjjEjjE, is the cross-sectional area and Young's moduli of the strut 2 and 3;

L - коэАфициент, зави с щий от геометрической формы тен- зоструны 3.L is a coefficient depending on the geometric shape of the ten-string 3.

Сопротивление тензострун при деормации измен етс  согласно зависиостей:The resistance of the strain gauge when deformed varies according to the dependencies:

uR| - .-cjf R-i uR | -.-cjf r-i

(10)(ten)

К - коэффициенты тензо-. чувствительности тензострун 2 и 3, имеюпдах удельные сопротивлени  р Сопротивление тензострун без деформации равно соответственно: K - coefficients tenso. sensitivity of strain gauges 2 and 3, have specific resistivity; resistance of strain gauges without deformation is, respectively:

RI f2- l./Sj )RI f2- l./Sj)

R, РЗ-Ч/ЗЗ R, RZ-H / ZZ

(11)(eleven)

Учитыва  соотношени  (9), (Ю), (11), соотношение (1) можно записать в видеTaking into account relations (9), (10), (11), relation (1) can be written as

К о -- -«ls-i-s) K o - - “ls-i-s)

Pas E, R2Pas E, R2

К Р i Т ); - -р с,  K P i T); - p with

ь с/З Ь 3s / s h 3

(12)(12)

после преобразовани  получимafter conversion we get

151151

51 1251 12

n)J L Si- -li-5i-- 2 , /13)n) J L Si- -li-5i-- 2, / 13)

ш, K,. ,Ц., 3sh, k ,. , C., 3

Если тензоструны 2 и 3 изготовле- 5 ны из одного НК, то Я , f f, i E г Ej и соотношение (13) приметIf strain gaps 2 and 3 are made of one NC, then I, f f, i E g Ej and relation (13) will take

видview

00

5}J mg5} J mg

Кг-1,Cg-1,

(i)(i)

Козффициент тензочувствительности Kj  вл етс  эффективным коэффициентом тензочувствительности тензоструны 3 и зависит от начальной длины l,The stress-response coefficient Kj is the effective stress-response coefficient of strain-gauge 3 and depends on the initial length l,

5 толпшны Ь.5 mob b.

При выполнении условий (13) или (1-4) струнньм акселерометром данной конструкции можно одновременно измер ть параметры колеблющихс  тел иWhen conditions (13) or (1-4) are fulfilled by a string accelerometer of this design, it is possible to simultaneously measure the parameters of the oscillating bodies and

0 температуру окружающей среды.0 ambient temperature.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Струнный акселерометр, содержа- 5 щий корпус, на котором одним концом закреплена тензоструна в виде нитевидного монокристалла полупроводника с токовыводами на концах, на другом конце которой закреплена сейсмичес- Q ка  масса, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений, перпендикул рно первой тензоструне к корпусу двум  концами прикреплена втора  тензоструна из полупроводника , имеюща  с первой стру- ной одинаковьп тип проводимости, в центре которой подвешена втора  сейсмическа  масса, причем обе тензоструны включены в мост и последовательно подключены к измерителю тем0A string accelerometer containing a body, on which a strain gauge in the form of a filamentary single crystal semiconductor with current leads at the ends is fixed at one end, and a seismic Q mass at the other end, characterized in that, in order to improve the accuracy of measurements, it is perpendicular to the first A strain gauge is connected to the body by two ends of a second semiconductor strain gauge, which has the same type of conductivity with the first string, in the center of which the second seismic mass is suspended, and both strand grids are included in ost and sequentially connected to the meter tem0 пературы.perature.
SU864147533A 1986-11-14 1986-11-14 String accelerometer SU1515112A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864147533A SU1515112A1 (en) 1986-11-14 1986-11-14 String accelerometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864147533A SU1515112A1 (en) 1986-11-14 1986-11-14 String accelerometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1515112A1 true SU1515112A1 (en) 1989-10-15

Family

ID=21267642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864147533A SU1515112A1 (en) 1986-11-14 1986-11-14 String accelerometer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1515112A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3304787A (en) Three-dimensional accelerometer device
US2920298A (en) Resistance strain gage
SU1515112A1 (en) String accelerometer
US3205706A (en) Ring-type load cell
CN108267255B (en) All-weather cable force measuring device and method
SU547653A1 (en) Force sensor
SU451929A1 (en) Strain gauge force sensor
SU956969A1 (en) Lengthwise and lateral deformation measuring strain gauge
CN117572021B (en) Sensitive structure and acceleration sensor
SU1677537A1 (en) Multicomponent sensor
SU1015318A1 (en) Multi-component dynamometer
SU568854A1 (en) Dynamometer
Zhu et al. Health monitoring system for Dafosi cable-stayed bridge
SU1068746A1 (en) Pressure pickup
SU136067A1 (en) Sensitive Element Electrostatic Balance
SU983437A1 (en) Strain gauge
US2889526A (en) Motion sensing device
SU1747960A1 (en) Dynamometer
SU482681A1 (en) Angular accelerometer
RU1789886C (en) Dynamometer
SU106178A1 (en) Sensitive element of multicomponent aerodynamic and hydrodynamic scales
SU885834A1 (en) Two-element dynamometer
Martens Fibre optic photoelastic sensors.
SU994937A1 (en) Strain-gauge resistor pickup of force
SU1435967A1 (en) Integral pressure strain-gauge transducer