SU853551A1 - Датчик ускорений - Google Patents

Description

(54) ДАТЧИК УСКОРЕНИЙ

I

Иэобрегоние относитс  к измерению параметров движени , в частности к вибрещионно-частотным датчикам акселерометров .

Известные датчики акселерометров со стержневыми пластинчатыми резонаторами 1 3 и камертонными резонаторами 2 обладают недостаточной чувствительностью, имеют относительно нелинейную выходную характеристику.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам  вл  етс  устройство, содержащее инерциежную массу, закрепленную в корпусе на плоско-, параллельном пружинном подвесе, стержневые резонаторы, размещенные соосно между инерционной массЫ) и корпусом, и систему возбуждени  колебаний резонаторов з.

Недостатком устройства  вл етс  относительно низка  чувствительность устройства , обусловленна  невозможностью значительного увеличени  инерционной массы при изготовлении датчика из одной заготовки . Дл  увеличени  чувствительности

в датчике ускорений основание подвеса инерционной массы выполнено в форме бруса , а инерционна  масса - в виде рамки, охватьшающей брус. Причем резонаторы выполнены в форме камертонов, стержни

S каждого из которых прогнуты внутрь резонатора на величину, меньшую толщины стержн , а в местах креплени  резонатора выполнены выборки, образующие несимметричную упруго-шарнирную заделку

to стержней, причем дл  уменьшени  вли ни  угловых ускорений основание подвеса инерционной массы может быть выполнено Н-образным.

На фиг. 1 представлена упрошенна 

15 конструктивна  схема датчика ускорений; на фиг. 2 - камертонный резонатор; на фиг. 3 - вариант конструкции датчика усксфений с Н-образным основанием подве- са .

Ж Устройство содержит инерцисжную массу 1, закрепленную с помощью плоекопараплельного подвеса 2 на основании подвеса 3, выполненного в форме бруса. Своими торцами основание подвеса 3 жестко

закреплено в ксраусе (дл  упрощени  чер тежа не показан). Между основанием подвеса 3 и инерционной массой 1 расположены камертонные резонаторы 4. Система возбуждени  колебаний состоит из приемников колебаний 5, устройства возбуждени  6 и усилительно-преобразовательного устройства 7.

Резонатор состоит из двух стержней 8, в местах соединени  которых выпопнены выборки 9, образующие упруго-шарнириую заделку 10 толщиной Ь . Стержни 8 резонатора имеют предварительный прогиб внутрь на величину А , соизмеримую с толщиной стержней 1l .

Датчик ускорений работает следующим образом.

При по влении ускорени  V по измерительной оси на инерционную массу 1 Действует инерционна  сила, В результате. один из камертонных резонаторов сжимаетс , а раст гиваетс , при этом измен ютс  частоты их колебаний. Раз - ность частот несет в себе информацию об измер емом ускорении,

Несимметрична  упруго-шарнирна  заделка резонаторов в предлагаемой конструкции выполн етс  таким образом, чтобы стержни резонатора подвергались внецентренному нагружению,, фиентированному так, что обеспечиваетс  направленна  к оси резонатора потер  устойчивости каждого резонатора. Кроме того, половина зазора между cfepKHsnviH в каждом резонатсре выбираетс  гарантированно больше амплитуды колебаний стержн  при возбуждении резонатора, но меньше допустимой деформации .стержнейрезонатора после потери устойчивости при сжатии. Основание упругого подвеса может быть выполнено Н-образным ( см, фиг, 3), что повьппает крутильную жесткость увругого подвеса при кручении ( при сохранении той же жесткости в направлении оси чувствительности ) за счет увеличени  плеч пружинного yhpyroro подвеса. Это повьш1ает частоту крутильных колебаний инерционной массы .

Конструкци  предлагаемого датчика ускорений позвол ет.Повысить чувствительность датчика, а при уменьшении габаритов и веса сохранить высокую чувствительность , обеспечивает более высокую меха.-ническую прочность чувствительного элемента , что в конечном итоге позвол ет расширить еГо эксплуатационные возможности .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   1,Датчик ускорений, содержащий инерционную массу, закрепленную в корпусе на плоскопараллельном пружинном подвесе, стержневью резонаторы, размещенные соосно между инерционной массой и корпуcdM , и систему возбуждени  колебаний резонаторов , отличающийс  тем, что, с целью увеличени  чувствительности основание подвеса инерционной массы выполнено в форме бруса, а инерционна  маеса - в виде рамки, охватьшающей брус, причем резонаторы выполнены в форме камертонов , стержни каждого из которых прогнуты внутрь резонатора на величину, меньшую толщины стержн , а в местах креплени  резонатс а выполнены выборки, образующие несимметричную упруго-шарнирную заделку стержней,

   2,Датчик ускорений по п, 1, о т л ичаюшийс  тем, что, с целью уменьшени  вли ни  угловых ускорений, осйование подвеса инерционной массы выполнено Н-образным,

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1,Авторское свидетельство СССР № 556385, кл, G 01 Р 15/О8 03,03,77,

   2,Патент США № 3440888, кл, 73-517, опублик, 13,10,65,

   3,Авторское свидетельство СССР № 402805, кл, Ol Р 15/08, 19,10,73 (гфототип).

   . f

   3