(it) АКСЕЛЕРОМЕТР
1 .
Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к устройствам дл измерени вибраций, и может быть использовано при измерении виброперегрузок на издели х современной техники при воздействии комплекса вли ющих факторов в широком диапазоне частот и ускорений.
Известен акселерометр, состо щий из основани , выполненного в виде цилиндра с кольцевым выступом, на верхней и нижней поверхности выступа установлены пьезозлектрические кольца, которые поджаты к выступу общей инерционной массой, выполненной в виде 2-х одинаковых полых втулок . Пьезоэлементы конструктивно собраны по ди(})ференциальной схеме и при воздействии ускорени испытывают деформацию разных знаков 1 .
Известный дифференциальный акселерометр обладает недостаточно высокой помехоустойчивостью к внутренним факторам, так как полной компенсации паразитных сигналов в акселерометре не происходит за счет того, что выступ основани , на торцах которого расположены пьезоэлементы, име ет значительную высоту. Поэтому нижний и верхний пьезозлементы .воспринимают внутренние помехи, например от деформации основани , по разному. Кроме того, наличие только пары чувствительных элементов не позвол ет получить дополнительной компенсации за счет использовани схемы полного моста.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс дат чик ускорени , состо щий из основани , на котором посредством переходника из изол тора на ножевой опоре крепитс двухконсольна балка,на консоли сверху и снизу укреплены с помощью кле пьезодатчики (чувствительные элементы), которые соединены по схеме полного моста (нижн левал пластина соединена с верхней правой и, наоборот, верхн лева с нижней правой. Ножева опора снижает уровень передаваемых на балку паразитных сигналов от внутренних помех (например, от деформации основани ). Схема же соединени дифференциальных чувствительных элементов позвол ет дополнительно скомпенсировать эти помехи 2 . Однако невысока собственна частота и вибропрочность, присущие бало ным конструкци м чувствительного эле мента, работающим на изгиб, в данном акселерометре дополнительно существенно снижаютс применением но,чевой опоры, котора , как изол тор, имеет меньшую прочность, чем металл, ограниченную поверхность и прочность кре лени . Это приводит к тому, что собственна частота такого акселерометра находитс в пределах всего нескольких дес тков герц, а максимально допустимые перегрзуки настолько малы, что позвол ют использовать такой акселерометр только в лабораторных услови х Кроме того, ввиду относительно больших длин консолей, что требует и гибна конструкци чувствительного элемента, растут габариты, и возможн ухудшение степени компенсации паразитных сигналов из-за технологическо сложности выполнени такой балки механически симметричной. Цель изобретени - повышение поме хоустойчивости и вибропрочности аксе лерометра. Указанна цель, достигаетс тем, что в акселерометре, содержащем ос-нование , на котором закреплена двухконсольна балка с пьезоэлементами и инерционными массами с двух сторон каждой консоли, пьезоэлементы расположены между инерционными массами, жестко соединенными с консольными част ми балки, выполненными в форме круга, при этом средн часть балки жестко зак реплена на основании,а инерционные мас сы прикрепленные к нижним поверхност м консолей, .размещены в цилиндрических карманах, выполненных в основании симметрично относительно центральных осей. На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый акселерометр; на фиг.2 разрез А-Л на фиг.1. Акселерометр состоит из симметрич ного относительно центральных осей основани 1, выполненного с двум g 4 цилиндрическими сарманами 2. Две пары дифференциальных чувствительных элементов, состо щих из пьезоэлемент тов 3 и инерционных масс h, защемлены через пружины 5 шпильками 6 между нижней и верхней поверхност ми консольных частей 7 балки 8. Консольные части балки имеют форму круга. Центральна часть балки имеет площадь , значительно превышающую площадь консольной части. Балка всей центральной (не зан той чувствительными элементами) поверхностью жестко с помощью двух винтов и кле закреплена на основании. При этом нижн пара чувствительных элементов попадает в карманы основани . Чувствительные элементы соединены по схеме полного моста. Съем электрического сигнала осуществл етс жильным экранированным кабелем 9При воздействии ускорени на акселерометр на двух верхних чувствительных элементах давление увеличиваетс а на двух нижних уменьшаетс , на выходе при подключении дифференциальной схемы снимаетс суммарный сигнал с -х чувствительных элементов. При действии внутренних помех(деформации основани , перепада температур и др.) все чувствительные элементы испытывают деформацию одного знака и на выходе /получаетс разностный сигнал.Благодар форме, соотношению поверхностей , способу креплени балки и чувствительных элементов в сочетании с описсэнной конструкцией основани , жесткость консольной части балки соизмерима с жесткостью закрепленной части балки, что позвол ет получить высокую (60...8, кГц) нижнюю собственную частоту акселерометра. Это одновременно существенно повышает его вибропрочность (до 2000,.. 3000 ) и устойчивость к другим вли ющим Оэкторам (удары, линейные ускорени и др.) . Конструкци чувствительных элементов и их расположение на концевых част х балки симметричной формы, площадь которых относительно меньше площади центральной части балки, существенно облегчает и получение механической симметрии, а следовательно, позвол ет повысить степень компенсации от внутренних помех.