Чувствительный элемент датчика ускорений с частотным выходом

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Совэ Советских Социапистическик Республик(51)М. Кл.С 01 Р 15/О Заявлено 13,12,77 (21) 2555049/18-10 явки Йо инением сударственный СССР ам изоб открытикоми Приоритет 568.79. Бюллетен ио дел и(71) 3 аявител СТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДАТЧИКАСКОРЕНИИ С ЧАСТОТНЫМВЫХОДОМ 1 О 15 О Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в устройствах и приборах, измеряющих или обрабатывающих информацию об ускорениях прямолинейного дви жения подвижных объектов, в частности в датчиках ускорений с частотным выходомИзвестны чувствительные элементы струнного типа датчиков ускорений с частотным выходом, работа которых основана на зависимости частоты собственных колебаниЯ струны от ее на" тяжения инерционным усилием 11. Недостатком струнных чувствительных элементов является нестабильность параметров во времени из-за необхо- димости большого начального натяжения струны и некачественности места заделки струны. Более стабильные пара- меры имеют чувствительные элементы, которые вместоструны имеют резонатор типа стержня, при этом реализуется практически идеальная заделка резонатора и из-за наличия собственной жесткости не требуются его на-. чальные натяжения. Чувствительные элементы струнного типа имеют малую прочность и стойкость к механическому воздействию,.чего лишен чувствительный элемент в виде резонаторатипа стержня. Однако оба они не имеютза:анты от перегрузок, что приводитк разрушению чувствительного элемента, а вместе с этим и датчика ускорений с частотным выходом в целом.Наиболее близким по технической сущ-. ности является чувствительный элемент датчика ускорений с частотным выходом, который содержит основание, инерционную массу на плоскопараллельном пружинном подвесе и резонаторстержневого типа 2. Это устройство используется по назначению в датчиках с частотным выходом, однако оно не имеет достаточной перегрузочной способности по измеряемому параметру - ускорению. Как показала практцка применения его, при превышении рабочего диапазона в 2-5 раз (в зависимости от относительной девиации выходного сигнала - частоты резонатора) чувствительный элемент получает необратимые остаточные деформации в резонаторе и теряет работоспособность. Этот недостаток особенно часто проявляется при ударных воздейст- виях вследствие того, что физическая природа ударного ускорения и измеряемого параметра - одинаковы. Йэбавить678431 Формула изобретения 7 ЦНИИ Тира Заказ 4550/35 090 Подписное филиал ППП Патент ,Ужгород, ул.Проектн 4 ся от этого недостатка можно было бы,предложив выполнение упоров в подвижной-системе, однако, вследствие того,что рабочие деформации стержневогорезонатора невелики (3-5 мкм) в,рабочем диапазоне измерения, на современном уровне развития технологии 5невозможно получить зазоры достаточной площади и величиной 5-10 мкм,Создание сбОрных конструкций, обеспечивающих надежные зазоры подобныхразмеров, также исключительно сложная задача.Целью изобретения является расширение диапазона измерений, Для достижения этой цели в чувствительномэлементе пружинный подвес снабжен 15дополнительными плоскими пружинами,размещенными. между инерционной массой и основными пружинами подвеса,а в инерционной массе выполненысимметрично продольной оси чувствительного элемента выступы, которыеотделены от основания микрозазорами,около которых по толщийе основайиявыполнены выборки.На чертеже показан предлагаемыйэлемент,На основании 1 .расположены инерционный груз 2 с выступами Зосновными 4 и дополнительными 5 пружинами" упругого подвеса, резонатором 6выступы 3 отделены от основания 1микрозазорами 7, .в районе которыхвыполнены выборки 8 по толщине инерционного груза 2.Работа предлагаемого чувствительного элемента датчика ускоренийпроисходит следующим образом. Придействии ускорения по оси чувстви:тельности инерционное усИЛие сжимает или растягивает резонатор, изменяя собственную частоту его колебаний; С резонатора сигнал поступаетв схему обработки результатов измерений.Введение в упругий подвес дополнительных пружин 5 позволяет увеличить перемещение инерционного грузаотносительно подвижного конца резонатора, связанного с основными пружинами подвеса. На практике достаХ 4 точно 2-3-кратного усилия, так как получение на площадках до 1 мм за" эоров 20-30 мкмд, напримерр методом электроискровой обработки уже освоено современной технологией. Выполнение.выборок в районе зазоров позволяет уменьщить площадь обработки и тем самым повысить технологичностЬ чувствительного элемента,В рабочем диапазоне ускорений предлагаемая система защиты резонатора от перегрузок не искажает зави; симости изменения частоты резон. торф от измеряемого ускорения. При дости,- жении определенного б дМОКС ДПС ОСТ 1 где дюкс - максимальное ускорениерабочего диапазона;Ост - ускорение при которомчувствительный элемент перегружается, инерционный груз ложится на упоры основания, после чего резонатор практически не нагружается,Чувствительный элемент датчика ускорений с частотным выходом, содержащий инерционную массу, укрепленную на плоскопараллельном пружинном подвесе, стержневой. резонатор и основание, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расиаиреия диапазона измерений, он снабжен рополнительными плоскими пружинами, размещенными между инерционной массой и основными пружинами подвеса, а в инерционной массе выполнены симметрично продольной оси чувствительного элемента выступы, отделенные от основания микрозазорами, около которых по толщине основания выполнены выборки.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР 9402805, кл. С 01 Р 15/08, 19712. Авторское свидетельство СССР 9556385, кл. 6 01 Р 15/08, 1975.