SU699437A1 - Тензоакселерометр - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области измерительной техники и может быть использовано дл  измерени  линейных ускорений.

Известны тензоакселерометры, у которых чувствительный элемент выполнен в виде консольно закрепленной балки с 4-м  резисторами , соединенными по мостовой схеме , и инерционной массой на конце ее, выполненной в форме шара или короткого цилиндра 1. Дл  такого типа тензоакселерометров идеальна  форма инерционной массы - шар, центр которого должен совпадать с осью чувствительности консольной тензобалки , чтобы не вызывать крут ших моментов на балке в плоскости рабочего изгиба консольной балки.

Недостатками акселерометров с инерционной массой в виде шара  вл етс  трудоемкость в изготовлении и закре-плении сферической инерционной массы, а также отсутствие максимального коэффициента заполнени  (шаром) объема, предназначенного дл  рабочего перемешени  консольной балки с инерционной массой на конце. Эти недостатки относ тс  и к инерционной массе цилиндрической формы.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  тензоакселерометр , содержащий корпус, заполненный демпфирующей жидкостью, размещенную в нем консольно установленную кремниевую

балку с закрепленными на ней тензорезисторами , включенными в измерительную схему , и инерционную массу на конце балки 2. В зависимости от диапазона измер емого ускорени  существует несколько модификаций акселерометра. Инерционна  масса

Claims (4)

1. тензоакселерометра выполнена в форме параллелепипеда посто нной длины дл  всех диапазонов измер емого ускорени  с основанием в форме квадрата. При уменьшении верхних пределов диапазона измер емого ускорени  за счет увеличени  массы инерционного .тела в этом типе акселерометров площадь основани  (квадрата) инерционной массы выполн етс  соответственно большей при посто нстве ее длины, что приводит к увеличению габаритных размеров и веса тензоакселерометра, предназначенного дл  измерени  ускорений малых величин, и к снижению стойкости тензоакселерометра к случайным импульсным механическим воздействи м из-за возросшей величины опрокидывающего момента относительно места закреплени  инерционной массы на консольной балке. Целью изобретени   вл етс  создание тензоакселерометра с уменьшенными габаритами при одновременном повышении стойкости его к импульсным механическим воздействи м . Дл  достижени  поставленной цели в известном акселерометре и инерционной массе со стороны закреплени  ее на консольной балке выполнен паз с расширением к торцу -массы, симметричный относительно оси балки. На чертеже изображен предлагаемый тензоакселерометр. Тензоакселерометр содержит корпус 1 с консольно закрепленной в нем кремниевой балкой 2, на поверхност х 3, 4 которой непосредственно около места ее закреплени  5 расположено по два рабочих резистора 6 работающих на раст жение и сжатие и выполненных методом диффузии. На конце кремниевой балки 2 закреплена инерционна  масса 7. Все полости тензоакселерометра заполнены демпфирующей жидкостью 8. Работа тензоакселерометра заключаетс  в следующем. При воздействии на корпус 1 тензоакселерометра измер емого ускорени  n(t) инерционна  масса 7, жестко св занна  с балкой 2, поворачиваетс  на соответствующий угол, а кремниева  балка 2 изгибаетс , занима  определенное положение относительно корпуса 1 и стенок паза 9 инерционной массы 7. Угол поворота инерционной массы 7 зависит как от величины измер емого ускорени  n(t) и геометрических размеров консольно закрепленной балки 2, так и от точности выполнени  и установки плоскостей 10, 11 инерционной массы 7. При изгибе балки 2 под воздействием измер емого ускорени  n(t) в месте расположени  рабочих резисторов 6 возникает деформаци  кремниевой балки 2, относительна  величина которой пропорциональна величине n(t). В результате деформации балки 2 сопротивление резисторов 6, соединенных по мостовой схеме, и, следовательно , величина выходного напр жени  с мостовой схемы измен ютс  на величину , пропорциональную величине деформации . Инерционна  масса 7 в тензоакселерометре установлена так, что ось симметрии ее совпадает с осью чувствительности кремниевой балки 2 с тензорезисторами 6 в цел х исключени  возникновени  крут щего момента (стрелка 12). Инерционна  масса выполнена в форме параллелепипеда и может быть выполнена различной длины, что позвол ет обеспечить максимальный коэффициент заполнени  объема, предназначенного дл  рабочего хода консольной балки с инерционной массой на конце, не увеличива  габаритные размеры тензоакселерометра нри установке инерционной массы большей масВ инерционной массе 7 со стороны закреплени  13 в ней консольной балки 2 выполнен паз 9 с расширенной частью 14 у торца 15 массы 7, расположенный симметрично оси балки 2, а по гран м 10, 11, 16, 17 параллелепипеда выполнены фаски 18. Назначение фасок 18 - обеспечение ламинарност .и потока демпфирующей жидкости 8, обтекающей инерционную массу 7 при движении ее в цел х исключени  пульсирующих воздействий демпфирующей жидкости 8 на инерционную массу 7, а значит, и на- кремниевую балку 2 и, следовательно, в цел х повышени  ударостойкости тензоакселерометра . Геометри4еские размеры паза выполнены минимальными, с целью повышени  коэффициента заполнени  прибора инерционной массой. Назначение паза 9 с его расшир юшейс  частью 14 заключаетс  в следуюшем. 1. Паз 9 обеспечивает рабочую длину балки 2, следовательно и массу инерционную 7, равную указанным величинам в известном акселерометре.
2. 2. Расшир юща с  часть 14 обеспечивает свободное расположение кремниевой балки 2 при изгибе ее под воздействием измер емой перегрузки, исключа  тем возможность поломки тензобалки в проц ссе работы тензоакселерометра.
3. 3.Расшир юща с  часть 14 паза 9 ис .ключает по вление царапин на поверхност х 3, 4 кремниевой балки 2 в результате случайных прикосновений этих поверхностей при изгибе балки -2 в процессе работы тензоакселерометра, что также исключает возможность поломки тензобалки в процессе работы тензоакселерометра.
4. 4.Опрокидывающий момент 12 инерционной массы 7 относительно точки 13 закреплени  в ней кремниевой балки 2 уменьшаетс  за счет меньшего сечени  инерционной массы 7 по сравнению с массой в известном тензоакселерометре и за счет противодействи  выступаюш.их частей 19,. 20 инерционной массы 7, образованных в инерционной массе пазом 9, тем самым уменьшена возможность поломки кремниевой балки в месте закреплени  13 ее в инерционной массе 7 при импульсных механических воздействи х на тензоакселерометре. Формула изобретени  Тензоакселерометр, содержащий корпус, заполненный демпфирующей жидкостью.