Акселерометр

(51) (1 01 Р 15/ ПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕ ВИДЕТЕПЬСТ АВТОРСК(21) (22) (46) (72) (71) тут (53) (56) й инсти ионныеств1976,испыавтс. элементы а ция, 1970, прототип). омати 2, Прибо Экспресс-ин реф, 43, с. сое- ЕорАКСЕЛЕРОМЕТР, соде ческий резонатор с входом возбуждения сготный генератораший оаксивыход одключ(54)(57 цилиндр альными высокоч ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ 3454776/18-1016,06,8230,09.83. Бюл. Р 36В.1, РыгалинНаучно-исследовательскнтроскопии531,768(088.8)1. Кузнецов А.А. Вибраания элементов и устроатики. М., Энергия ный к входу возбуждения, и чувстви тельный элемент, нагруженный инерционной массой, расположенный внутри резонатора, о т л и ч а ю ц и й с я тем, что, с целью повышения чувстви" тельности акселерометра, в него вве дены параметрический диод, установленный внутри резонатора, и демодулятор, сигнальный вход которого через коаксиальный выход резонатора соединен с одним из выводов диода чувствительный элемент выполнен в виде пьезокерамического диска с электродами на торцах и присоединен одним иэ электродов к основанию резонатора, другим - к инерционной массе, при этом второй вывод диода динен с инерционной массой, а оп ный вход демодулятора подключен к выходу генератора,С:Изобретение относится к измерению параметров движения, в частности к акселерометрам с пьезоэлектрическим чувствительным элементом,Известные пьезоэлектрическиеакселерометры представляют собойпассивные устройства генераторноготипа, имеющие вследствие этого относительно низкую чувствительностьи стабильность выходной характеристики при измерении низкочастотныхи медленноменяющихся ускорений ЯНаиболее близким к предлагаемо"му является устройство, содержащеецилиндрический резонатор с коаксиальными входом возбуждения и выходом, высокочастотный генератор,подключенный к входу возбуждения,и чувствительный элемент, нагруженный,инерционной массой расположенный внутри резонатора. В нем чувствительный элемент выполнен в видеФерритного стержня, обладающегомагнитострикцией 2 .Недостатком известного устройства является относительно низкаячувствительность, обусловленнаяпассивной структурной схемой,рабоэющей на принципе определения сдви.га резонансной частоты при наличиимагнитострикционного э 4 фекта в ферритовом чувствительном элементе.Цель изобретения - повышение чув-,ствительности акселерометра,Ноставленная цель достигаетсятем, что в акселерометр,содержащийцилиндрический оезонатор с коаксиальными входом возбуждения и выходом,. высокочастотный генератор,подключенный к входу возбуждения, и,чувствительный элемент,- нагруженный инерционной массой, расположенный внутри резонатора, введены параметрический диод, установленныйвнутри резонатора, и демодулятор,сигнальный вход которого через коаксиальный выход резонатора соединенс одним нэ выводов диода, чувствительный элемент выполнен в виде пьеэокерамического диска с электродами на торцах и присоединен однимнз электродов к основанию резонато ра, другим - к инерционной массе,при этом второй вывод диода соединен с инерционной массой, а опорный вход "модулятора подключен к выходу генератора,На чертеже представлена конструктивная схема акселерометра.Акселерометр содержит цилиндрический резонатор 1, пьезокерамическийдиск 2 с электродами 3 и 4, инерционную массу 5, параметрическийдиод б. Резонатор 1 снабжен коаксиальным входом 7 возбуждения и хоаксиальньщ выходом 8. Кроме того, начертеже показаны высокочастотный, генератор 9, демодулятор 10. Инерционная масса 5, вып лненная из ме- ,ди, имеет с одной стороны непосредственный контакт с электродом 3пьезокерамического диска 2 и с другой в ".с одним выводом параметрического диода (с анодом или катодом,в зависимости от поляризации пьезокерамического диода), Другой выводпараметрического диода соединен сцентральной жилой коаксиальногоразъема, Электрод я пьезокерамического диска 2 имеет непосредственный контакт с основанием цилиндрического резонатора 1, Инерционнаямасса 5 и пьезокерзмнческий диск 2по цилиндрической поверхности ыеимеют контакта с цилиндрическойстенкой резонатора 1 и могут бытьизолированы от нее, например, 4 торопластовой втулкой.Нижнее основание резонатора 1акселерометра закреплено на объекте которьй испытывает механические колебания, Х входу 7 подключен генератор 9, а к коаксиальному,разъему 8 - сигнальный вход демодулятора 10, управляющий вход которога соединен,с выходом генератора 9,Акселерометр работает следующимобразомгМеханические колебания преобразуются пьезокерамическим диском 2в электрический сигнал, амплитуданапряжения которого пропорциональна ускорению инерционной массы 5.Этот сигнал с электродов 3 и 4пьезокерамического диска 2 подводится к параметрическому диоду б,который находится в электромагнитном поле, возбуждаемом в резонаторе 1 генератором 9. Кмкость р-и-пе-.рехода параметрического диода явля;ется нелинейной реактивностью, которая способна передавать мощностьв нагрузку.В результате нелинейной емкостир - и-перехода параметрического диода б возникают колебания с частотой,й+ -- 1.+Г,- где г - частотаэлектрических колебаний нысокочастотного генератора 9, Х - частота механических колебаний объекта 11, Нри выполнении условий;Емдощности сигнала генератора и сигнала с пьезокерамической пластины, 55 за счет нелинейной реактивности,обусловленной зависимостью емкостир-и-перехода параметрическоГо диода от напряжения генератора возбуждения, параметрический диод б ра О ботает, как усилитель, на .суммарной частоте йОтношение мощности Р , отбираемой от реактивности на частотеК =й +Хщ , к мощности Рц поступающей на реактивность от пьеэоке"4 вэЗаказ 7543/46 Тираж 873 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, й, Раущская наб.,гд, 4/5 ч ш ви ШШШ Ш В Ш ШПодписнОе Филиал ППП фПатент 11, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 рамического диска на частоте ГМ есть коэффициент усиления и макси- мальное его значение равно Г 4/Йи усиленный сигнал с параметрического диода б поступает на сигнальный вход демодулятора, на управляющий вход которого поступает опорный сиг нал с генератора 9. Демодулятор 10 выделяет усиленный сигнал с часто,той Гя механических колебаний,пройорцнональный ускорению,Конструкция предлагаемого акселерометра за счет того, что в нем одновременно с преобразованием перемещения инерционной массы в электрический сигнал осуществляется усиление сигнала, обладает боль- щей чувствительностью и помехоза" щищенностью выходного сигнала.