Датчик ускорений

ОП ИСАЯИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУр 1556385 Союз Советских Социалистических Республик(23) ПриоритетОпубликовано 30,04.77, Бюллетень Ме 1Дата опубликования описания 13.05,77 Государственный комитет Совета Министров СССР 1.768(088,8)72) Авторизобретени Г. Г. Смирнов 71) Заявителт ДАТЧИК УСКОРЕН Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в устройствах и приборах, измеряющих или обрабатывающих информацию об ускорениях прямолинейного движения подвижных объектов.Известен датчик струнного типа с частотным выходом, работа которого основана на зависимости частоты собственнных колебаний струны ог ее натяжения инерционной массой. Недостатком струнного датчика является нестабильность параметров из-за необходимости начального натяжения струны и некачественности места заделки струны.Более стабильные параметры имеет датчик с частотным выходным сигналом, в котором вместо струны имеется резонатор стержневого типа, вььполненный за одно целое с корщ"- сом датчика. При этом реализуется практически идеальная заделка резонатора, Однако без применения амортизирующих устройств эти датчики не обладают достаточной устойчивостью к механическим воздействиям.Известен также датчик со стериневым резонатором, имеющий корпус с рамкой, отделенной от мест крепления прорезями, внутри которой на подвесе размещена инерционная масса, Между инерционной массой и корпусом расположен стерзкневой резонатор. Для повышения стабильности параметров корпус рамочного типа имеет прорези и в местах закрепления размещен на амортизаторах.Для поддержания колебаний резонатора и съема сигнала датчик снабжен автогенератором и системой съема полезного сигнала. Од нако в этом датчике с введением амортизации имеет место дополнительный резонанс, а смещение датчика от ударных воздействий недопустимо велико.Целью изобретения является повьппение 0 прочности и стойкости датчика ускорений кмеха ническим воздействиям.Это достигается тем, что корпус датчикаснабжен дополнительной рамкой, повернутой относительно основной на 180. При этом сум; парная длина средней линии двух рамок идвух перемычек от резонатора до места закрепления сопоставляет /4 длины звуковой волны, возбуждаемой в материале корпуса на частоте резонатора. Кроме этого, для повыше ния стойкости к вибрационным воздействиямпрорези, отделяющие рамки и места закрепления, заполнены резиноподобным материалом.На фиг, 1 изображен предлагаемый датчик, 2; который состоит из инерционной массы 1,подвеса из плоскопараллельных пружин 2, стержневого резонатора 3, внутренней рамки 4. Система возбуждения колебаний резонатора и съема сигнала содержит возбудитель 5, 30 адаптер 6 и усилитель автогенератора 7, Вну556385 Датчик ускорений, содержащий корпус срамкой, отделенной от мест крепления проре зями, внутри которой размещена инерцион ая масса, закрепленная в упругих подвесах, стержневой резонатор, систему возбуждения и съема колебаний резонатора и усилитель автогенератора, отличающийся тем, что, 10 с целью повышения прочности,к механическим воздействиям, корпус снабжении дополнительной рамкой, повернутой относительно основной на 180, при этом суммарная длина средней линии от места заделки резонатора 15 до места закрепления корпуса составляет одну четвертую часть длины звуковой волны, возбуждаемой в материале корпуса на частоте резонатора, а прорези в упругом элементе, отдаляющие рамки и места закрепления, за полнены рези оподобным материалом. где 1 а - начальная частота резонатора;т - инерционная масса;Жнр - критическая Эйлерова сила для резонатора.Возбуждение колебаний резонатора осуществляется автогенератором камертонного типа, содержащим электронный усилитель, воз- З будитель колебаний и адаптер.Колебания резонатора возбуждают в материале корпуса звуковые волны. Причем основным источником этих волн является место заделки резонатора в корпусе. Колебания от до второй заделки в сильной степени ослабляются, так как они проходят через сравнительно низкочастотный механический фильтр, которым является система инерционной массы на жесткости пружины плоскопараллельного подвеса.В акселерометре корпус выполнен таким образом, что суммарная длина пути звуковой волны по металлу от резонатора по рамочкам до мест закрепления составляет /4 длины 45 звуковой волны, возбуждаемой в металле на частоте резонатора.Исходя из этого размера, выбираются размеры внутренней и внешней рамок корпуса датчика. Без такого свертывания длины пути звуковой волны в несколько раз увеличивались бы габариты датчика.Прорези в упругом элементе, отделяющие рамки и места закрепления, заполнены резиноподобными материалами. Это сделано для того, чтобы ослабить побочные резонансы конструкции при действии ьнешней вибрации. 25 Фиг Оже юрин тавитель Техред О актор А. Осочник к ректо ПодписиСР 106 инпстровИзд.402 ИПИ Государственного ком по делам изобрете 113035, Москва, 7 К, РЗака Тираж тета Совета М -ий и открыт аушская наб.,Типография, пр. Сапунова тренняя рамка перемычкой 8 со стороны, противоположной размещению резонатора, соединена с внешней рамкой 9, Места закрспления корпуса 10 от внешней рамки и рамок друг относительно друга отделены прорезями 11. Пунктиром 12 показана суммарная длина средней линии двух рамок и двух перемычек от места заделки резонатора во внутренней рамочке до мест закрепления корпуса,На фиг. 2 показано заполнение прорезей, отделяющих рамки и внешнюю рамку от мест закрепления, резиноподобным материалом 13.Датчик ускорений работает следующим образом. При действии ускорений а по оси чувствительности (показана стрелкой на фиг. 1) усилие от инерционной массы растягивает или сжимает резонатор,При этом собственная частота колебаний резонатора изменяется в соответствии с зави- симостью Фор м ул а изобретения