Преобразователь параметров механического движения

но делам изобретений и открытийДата опубликования описания 30 .05, 82 А, И. Желонкин, Б.И, Ильин, Н.Е. Федосеенко;"-Н;-В-;ФгТБкттЭ и В.Н,Куприянов(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ МЕХАНИЧЕСКОГОДВККЕНИЯ Предлагаемое изобретение относит- ся к измерительной технике и может быть использовано в системах регистрации параметров механического воздействия, например в сейсмометрии.Известны устройства для регистрации механических воздействий, в частности датчик динамических перемещений, который включает диффузионный преобразователь с мембранами, снабженный дополнительными герметичными камерами, соединенными между собой капиллярным отверстием, одна из камер, у которой стенка выполнена ввиде жесткой мембраны, заполнена жидкостью (касторовым маслом). Несткая мембрана механически связана со штоком перемещаемого объекта Г 1,Недостатком данного датч.1 ка является ограниченный частотный диапазонневысокая чувствительность, обусловленные наличием жесткой мембраны е Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсядатчик механических воздействий, содержащий диффузионный преобразователь,выполненньп в виде заполненного электролитом корпуса, ограниченного сторцовых сторон мембранами и содержащего перегородку с измерительным каналом, делящую объем корпуса на двеполости. Наличие инерционной массы,Освязанной с мембранами преобразователя и подвешенной на пружинном подвесе позволяет повысить чувствительность 2,Однако наличие пружинного подве 35са увеличивает габариты прибора иуменьшает точность измерения вследствие температурных и усталостныхизменений параметров подвеса, Кроме20того вертикальное расположение камер преобразователя с одним измерительным каналом приводит к дополнительным погрешностям, определяемымсобственными колебаниями свободной3 932410поверхности мембран и неизмеряемымпотоком электроактивного компонента под действием гравитационных сип.Цель. изобретения в .повышение точности измерения. 5Указанная цель достигается тем,что преобразователь потока электролита подвешен в корпусе посредствомплоских пружин и выполнен в видедвух концентрично расположенных камер, заполненных электролитом, ограниченных сверху. мембранами, одна изкоторых жестким центром соединенас основанием, и сообщенных между собой измерительным каналом с электродами, причем канал выполнен в днецентральной камеры, а в периферийнойкамере на уровне первого канала размещен дополнительный измерительныйканал, идентичный первому.20Выполнение измерительных каналовс электродами в каждой из камер, расположенных концентрическиуменьшаетпогрешность измерения за счет взаимной компенсации сигнала, возникающегов измерительном канале под воздействием потока электроактивного компонента, вызванного силами гравитации, Установка диффузионного преобразователя на плоских пластинах корЭ30пус которого в этом случае служитинерционной массой, уменьшает абсолютные температурные изменения характеристик подвеса, что связано с уменьшением линейной величины упругогоподвеса. Кроме того, совмещение инерционной массы с корпусом диффузионного преобразователя уменьшает габариты и вес прибора,На чертеже приведено предлагаемоеустройство.Прибор содержит диффузионныйпреобразователь, состоящий из центральной камеры 1 и эксцентрично поотношению к ней расположенной кольцевой камеры 2, образованных корпусом3 и ограниченных сверху центральноймембраной 4 и кольцевой мембраной5, которые конструктивно могут бытьвыполнены единой деталью. Камерыдиффузионного преобразователя заполнены электролитом 6 и в каждой изних выполнен измерительный канал 7 сэлектродами 8. Центральная мембрана 4 имеет жесткий центр 9, соединен -ный через преобразователь 10 электрического сигнала в механический,с основанием прибора 11. Корпус диф -фузионного преобразователя 3 выпол 4няет роль инерционной массы и закреплен с помощью кольцевых пластин 12на цилиндрической поверхности корпуса прибора 11, в нижней части которого установлен арретир 13, закрепляющий инерционную массу, а в верхнейчасти предусмотрена крышка 14 стоковыводами от элементов устройства 15.Преобразователь работает следующимобразом.При наличии внешнего механического воздействия (смещения, скорости,ускорения), воспринимаемого основанием прибора 11, корпус диффузионногопреобразователя 3, выполняющий рольинерционной массы смещается от положения равновесия, а так как центральная мембрана 4 с помощью жесткогоцентра 9, происходит ее перемещениеотносительно корпуса диффузионногопреобразователя 3 и электролит перетекает, а на электродах 8 измерительных каналов (при включении их в электрическую цепь считывания) появляется электрический сигнал, пропорциональный механическому воздействию. Приэтом поток активного реагента в измерительных каналах под воздействием измеряемого сигнала имеет противоположное направление и при соответствующем соединении электродов выходной сигнал суммируется, Поток же подих воздействием гравитационных силимеет одинаковое направление (сверхувниз) и данный неизмеряемый параметрпри этом же включении электродовкомпенсируется,При отсутствии внешнего воздействия, но при подаче на преобразователь 10 калибровочного электрического сигнала, на его выходе получа -ем механический сигнал, воздействующий через жесткий центр 9 так же, каки при измерении сигнала, на мембрану 4.При соединении электродов диффузионного преобразователя 8 черезФункциональный усилитель электрической схемы считывания с преобразователем 10 осуществляется дополнительное одновременное с измеряемым сигналом механическое воздействие, изменяющее поток электролитачерез измерительный канал. Такимобразом, преобразователь 7 служитдля внутренней калибровки и коррек -ции выходных характеристик прибори может иметь различные принпипи5 9324 альные устройства - электромагнитный,.пьезоэлектрический и т.п. При отсутствии преобразователя 10,жесткий центр 9 закрепляется на основании 11,5Лабораторные испытания макета преобразователя показывают, что при заарретированш инерционной систе мы чувствительность уменьшается более чем в 1 О раз, т. е. воздействие 10Ънеизмеряемых колебаний на преобразователь незначительно.Температурная погрешность умень - шается пропорционально изменению линейныл размеров. Так, при жесткости К=200 н/м длина винтовой пружины 1.=0,15 м, а длина плоской эаневоленной пружины определяется ее толщи - ной 1.=Н=5 1 О м и температурная погрешность уменьшается в п=300 раз.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения за счет компенсации грави - тационных погрешностей, связанных с взаимодействием окисленной и восстановленной форм электролита и умень - щения температурной погрешности характеристик упругого подвеса.Формула изобретенияПреобразователь параметров механического движения, содержащий кор 30 10пус, внутри которого размещен диффу зионньп преобразователь потока электролитаинерционную массу, закрепленную на упругом лодвесе и соединенную с мембранами диффузионного преобразователя, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, преобразователь потока электролита подвешен в корпусе посредством плоских пружин и выполнен в виде двух концентрично размещенных камер, заполненных электролитом, ограниченных сверху мембранами, одна из которых жестким центром соединена с основавнием, и сообщенных между собой измерительным каналом с электродами, причем канай выполнен в дне центральной камеры, а в периферийной камере на уровне первого канала размещен дополнительный измерительный канал, идентичный первому. Источники информапии,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 1," 200465, кл, Н 01 С 9/22, 21.04.66. 2. Авторское свидетельство СССР 448766, кл. 6 01 1. 9/18, 22,12.72.