II
Предлагаемое изобретение ртноситс к измерительной технике и может быть использовано в системах регистрации параметров механического воздействи , например в сейсмометрии.The present invention relates to a measurement technique and can be used in systems for recording parameters of a mechanical effect, such as seismometry.
Известны устройства дл регистрации механических воздействий, в частности датчик динамических перемещений , который включает диффузиоа|1ЫЙ преобразователь с мембранами, снабженный дополнительными герметичными камерами, соединенными между собой капилл рным отверстием, одна из камер, у которой стенка выполнена нвиде жесткой мембраны, заполнена жидкостью (касторовым маслом). Жестка мембрана механически св зана со штоком переме1даемого объекча Г J.Devices for recording mechanical effects are known, in particular a dynamic displacement sensor, which includes a diffusion transducer with membranes, equipped with additional sealed chambers interconnected by a capillary hole, one of the chambers in which the wall is made like a rigid membrane is filled with a liquid (castor oil). The rigid membrane is mechanically connected to the stem of the variable object G J.
Недостатком данного дагчнка вл етс ограниченн1,ц1 частотный диапазон и невысока чувствительность, обусловленные наличием ;кесткой мембраны .The disadvantage of this device is the limited frequency range and the low sensitivity due to the presence of a capped membrane.
Наиболее близким по техническсйй сущности к предлагаемому вл етс датчик механических воздействий, содержащий диффузионный преобразователь, выполненньй в виде заполненного электролитом корпуса, ограниченного с торцовых сторон мембранами и содержащего перегородку с измерительным каналом , дел щую объем корпуса на две полости. Наличие инерщюнной массы, св занной с мембранами преобразовател и подвешенной на пружинном подвесе позвол ет повысить чувствительность 12}.The closest in technical essence to the present invention is a mechanical impact sensor containing a diffusion converter, a housing made of electrolyte, membranes bounded from the front sides and containing a partition with a measuring channel, dividing the volume of the housing into two cavities. The presence of inertial mass associated with the transducer membranes and suspended on a spring hanger allows an increase in sensitivity 12}.
Однако наличие пружинного подвеса увеличивает габариты прибора и уменьшает точность измерени вследствие температурных и усталостных изменений параметров подвеса. Кроме того, вертикальное расположение камер преобразовател с одним измерительным каналом приводит к дополнительным погрешност м, определ емом собственными колебани ми свободной 393 поверхности мембран и неизмер емым потоком электроактивного компонента под действием гравитационных сши Цель, изобретени - повышение точности измерени . Указанна цель достигаетс тем, что npeo6pa3OBaTejib потока электролита подвешен в корпусе посредством плоских пружин и выполнен в виде двух концентрично расположенных камер , заполненных электролитом, ограниченных сверху, мембранами, одна из которых жестким центром соединена с основанием, и сообщенных между собой измерительным каналом с электродами , причем канал выЛолнен в дне центральной камеры, а в периферийной камере на уровне первого канала размещен дополнительньш измерительный канал, идентичный первому. Выполнение измерительных каналов с электродами в каждой из камер, рас положенных концентрически) уменьшает погрешность измерени за счет взаимной компенсации сигнала, возникающего в измерительном канале под воздействием потока электроактивного ко понента, вызванного силами гравитации . Установка диффузионного преобразовател на плоских пластинах, кор пус которого в этом случае служит инерционной массой, уменьшает абсолютные температурные изменени харак теристик подвеса, что св зано с умен . шением линейной величины упругого подвеса. Кроме того, совмещение инер ционной массы с корпусом диффузионного преобразовател уменьшает габариты и вес прибора. На чертезке приведено предлагаемое устройство. Прибор содержит диффузионный преобразовате пь, состо щий из центральной камеры 1 и эксцентрично по отношению к ней расположенной кольце вой камеры 2, образованных корпусом 3 и ограниченных сверху центральной мембраной 4 и кольцевой мембраной 5, Которые конструктивно могут -быть выполнены единой деталью. Камеры диффузионного преобразовател заполHBjai электролитом бив каждой из них выполнен измерительный канал 7 с электродами 8. Центральна мембрана 4 имеет жесткий центр 9, соединен ный через преобразователь 10 электрического сигнала в механический, с основанием прибора 11. Корпус диффузионного преобразовател 3 выполн ет роль инерционной массы и закреплен с помощью кольцевых пластин 12 на цилиндрической поверхности корпуса прибора 11, в нижней части которого установлен арретир 13, закрепл ющий инерционную массу, а в верхней части предусмотрена крышка 14 с токовыводами от элементов устройства 15. Преобразователь работает следую1цим образом. При наличии внешнего механического воздействи (смещени , скорости, ускорени ), воспринимаемого основанием прибора 11, корпус диффузионного преобразовател 3, выполн ющий роль инерционной массы смещаетс от положени равновеси , а так как центральна мембрана 4 с помощью жесткого центра 9, происходит ее перемещение относительно корпуса диффузионного преобразовател 3 и электролит перетекает , а на электродах 8 измерительных каналов (при включении их в электрическую цепь считывани ) по вл етс Электрический сигнал, пропорциональный мехажческому воздействию. При этом поток активного реагента в измерительных каналах под воздействием измер емого сигнала имеет противоположное направление и при соответствующем соединении электродов выходной сигнал суммируетс . Поток же под их воздействием гравитационных сил имеет одинаковое направление (сверху вниз) и данный неизмер емый параметр при этом же включении электродов компенсируетс . При отсутствии внешнего воздействи , но при подаче на преобразователь 10 калибровочного электрического сигнала, на его выходе, получаем механический сигнал, воздействующий через жесткий центр 9 так же, как и при измерении сигнала, на мембрану 4. При соединении электродов диффузионного преобразовател 8 через функциональный усилитель электрической схемы считывани с преобразователем Ю-осуществл етс дополнительное одновременное с измер емым сигналом механическое воздействие , измен ющее поток электролита через измерительный канал. Таким образом, преобразователь 7 слухшт дл Внутренней калибровки и коррекции выходных характеристик прибора и может иметь различные пришшниHowever, the presence of a spring suspension increases the size of the device and reduces the measurement accuracy due to temperature and fatigue changes of the suspension parameters. In addition, the vertical position of the transducer chambers with a single measuring channel leads to additional errors determined by the natural oscillations of the free 393 membrane surface and the unmeasurable flow of the electroactive component under the influence of gravity strains. The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy. This goal is achieved by the fact that npeo6pa3OBaTejib electrolyte flow is suspended in the housing by means of flat springs and made in the form of two concentrically arranged chambers filled with electrolyte, bounded above by membranes, one of which is connected to the base by a rigid center, and interconnected by a measuring channel with electrodes moreover, the channel is filled in the bottom of the central chamber, and in the peripheral chamber at the level of the first channel is placed an additional measuring channel identical to the first. The implementation of measuring channels with electrodes in each of the chambers arranged concentrically) reduces the measurement error due to the mutual compensation of the signal arising in the measuring channel under the influence of the flow of an electroactive component caused by gravity forces. Installing a diffusion converter on flat plates, the corpus of which in this case serves as the inertial mass, reduces the absolute temperature changes of the characteristics of the suspension, which is associated with smart. the increase in the linear magnitude of the elastic suspension. In addition, the combination of the inertial mass with the housing of the diffusion converter reduces the size and weight of the device. On the pen shows the proposed device. The device contains a diffusion converter, consisting of a central chamber 1 and an eccentrically located ring chamber 2 in relation to it, formed by a housing 3 and bounded above by a central membrane 4 and an annular membrane 5, which can be made as a single piece. The diffusion converter chambers filled with HBjai electrolyte of each of them are equipped with measuring channel 7 with electrodes 8. The central membrane 4 has a hard center 9 connected through an electric signal to mechanical converter 10 with the base of the device 11. The housing of the diffusion converter 3 plays the role of an inertial mass and fixed by means of annular plates 12 on the cylindrical surface of the housing of the device 11, in the lower part of which a arresting device 13 is installed, securing the inertial mass, and in the upper part there are Tren cover 14 with current from the elements of the device 15. The converter operates sleduyu1tsim manner. If there is an external mechanical action (displacement, speed, acceleration) perceived by the base of the device 11, the housing of the diffusion converter 3, which acts as an inertial mass, is displaced from the equilibrium position, and since the central membrane 4 by means of a rigid center 9, it moves relative to the housing diffusion converter 3 and the electrolyte flows, and on the electrodes 8 measuring channels (when they are included in the readout circuit) an electrical signal appears that is proportional to azhcheskomu exposed. At the same time, the flow of active reagent in the measuring channels under the influence of the measured signal has the opposite direction, and with the appropriate connection of the electrodes, the output signal is summed. The flow, under their influence of gravitational forces, has the same direction (from top to bottom) and this immeasurable parameter is compensated at the same switching on of the electrodes. In the absence of an external effect, but when a calibrating electric signal is applied to the converter 10, at its output, we obtain a mechanical signal acting through the hard center 9 as in the case of measuring the signal on the membrane 4. When the electrodes of the diffusion converter 8 are connected through a functional amplifier a readout circuit with a U-transducer, an additional simultaneous mechanical action with the measured signal that changes the flow of electrolyte through the measuring channel l. Thus, the transducer 7 is rumored for Internal calibration and correction of the output characteristics of the instrument, and may have different attributes.