Акселерометр

ОП ИСАНИЕИЗОВРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет(51) М. Кл, С 01 Р 15/09 Ьсудврстюай кюктет СИР ав далем кзевретвкв и етврытийДата опубликования описания 30,06,82 В, П. Дунаевский,В.П. Сумский,А. Н. Рукоф(5) АКСЕЛЕРОИЕ лагаемомуляется датз основаи пережевой опобалка, на еплены с (чувстви- соедине( нижняя Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения вибраций, и может быть использовано при измерении виброперегрузок на изделиях современной техники при воздействии комплекса влияющих факторов в широком диапазоне частот и ускорений.Известен акселерометр, состоящий из основания, выполненного в виде цилиндра с кольцевым выступом, на верхней и нижней поверхности выступа установлены пьезоэлектрические кольца, которые поджаты к выступу общей инерционной массой, выполненной в виде 2-х одинаковых полых втулок.Пьезоэлементы конструктивно собраны по дифференциальной схеме и при воздействии ускорения 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 основания, на торцах которого расположены пьезоэлементы, имеет значительную высоту, Поэтому нижний и верхний пьезоэлементы .воспринимают внутренние помехи, напримерот деформации основания, по разному,Кроме того, наличие только пары чувствительных элементов не позволяетполучить дополнительной компенсацииза счет использования схемы полногомоста. Наиболее близким к пред по технической сущности яв чик ускорения, состоящий и ния, на котором посредство ходника из изолятора на но 20 ре крепится двухконсольная консоли сверху и снизу укр помощью клея пьезодатчики тельные элементы), которы ны по схеме полного мосталевая пластина соединена с верхнейправой и, наоборот, верхняя левалс нижней правой), Ножевая опора снижает уровень передаваемых на балкупаразитных сигналов от внутреннихпомех (например, от деформации основания). Схема же соединения дифференциальных чувствительных элементов позволяет дополнительно скомпенсировать эти помехи 2 1.0Однако невысокая собственная частота и вибропрочность, присущие балочным конструкциям чувствительного элемента, работающим на изгиб, в данномакселерометре дополнительно существенно снижаются применением ножевойопоры, которая, как изолятор, имеетменьшую прочность, чем металл, ограниченную поверхность и прочность крепления. Это приводит к тому, что собственная частота такого акселерометранаходится в пределах всего несколькихдесятков герц, а максимально допустимые перегрзуки настолько малы, цтопозволяют использовать такой акселерометр только в лабораторных условиях.Кроме того, ввиду относительнобольших длин консолей, цто требует изгибная конструкция чувствительногоэлемента, растут габриты, и возможноухудшение степени ко;1 пенсации паразитных сигналов из-за технологическойсложности выполнения такой балки механически симметрицной.Цель изобретения - повышение пока 35хоустойчивости и вибропрочности акселерометра.Указанная цель достигается тем,цто в акселерометре, содержащем основание, на котором закреплена двухконсольная балка с пьезоэлементами иинерционными массами с двух сторонкаждой консоли, пьезоэлементы расположены между инерционными массами,жестко соединенными с консольными частями балки, выполненными в форме круга,при этом средняя часть балки жестко закреплена на основании,а инерционные массы прикрепленные к нижним поверхностямконсолей, .размещены в цилиндрицескихкарманах, выполненных в основаниисимметрично относительно центральныхосей,На фиг, 1 схематично изображенпредлагаемый акселерометр; на фиг.2 разрез К-д на фиг.1. 55Акселерометр состоит из симметричного относительно центральных осейоснования 1, выполненного с двумя цилиндрическими карманами 2. Две пары дифференциальных чувствительных элементов, состоящих из пьезоэлемен тов 3 и инерционных масс 4, защемлены через пружины 5 шпильками 6 между нижней и верхней поверхностлми консольных частей 7 балки 8. Консоль. ные части балки имеют форму круга, Центральная часть балки имеет площадь, значительно превышающую площадь консольной части, Балка всей центральной (не занятой чувствительными элементами) поверхностью жестко с помощью двух винтов и клея закреплена на основании, При этом нижняя пара чувствительных элементов попадает в карманы основания. Чувствительные элементы соединены по схеме полного моста. Съем электрицеского сигнала осуществляется 3-х жильным экранированным кабелем 9.При врздейстеии ускорения на акселерометр на двух верхних чувствительных элементах давление увеличивается а на двух нижних уменьшается на выходе при подключении дифференциальной схемы снимается суммарный сигнал с 4-х чувствительных элементов,При действии внутренних помех(деформации основания, перепада температур и др.) все чувствительные элементы испытывают деформацию одного знака и на выходе,получается разностный сигнал.Благодаря форме, соотношению поверхностей, способу крепления балкии чувствительных элементов в сочетании с описанной конструкцией основания, жесткость консольной частибалки соизмерима с жесткостью закрепленной части балки, что позеоллетполучить высокую ( 608, кГц) нижнююсобственную частоту акселерометра,Это одновременно существенно повышает его вибропроцность (до 20003000 ) и устойчивость к другим влилющим Факторам ( удары, линейные ускорения и др.),Конструкция чувствительных элементов и их расположение на концевых цастлх балки симметричной формы, площадь которых относительно меньше площади центральной части балки, существенно облегчает и получение механической симметрии, а следовательно, позволяет повысить степень компенсации от внутренних помех.0074 6тем, что, с целью повышения понехо"устойчивогти, и вибропрочности, пье"зоэлементы расположены между инерционными массами, жестко соединенны"ми с консольными частями балки, выполненными в форме круга, при этомсредняя часть балки жестко закрепленана основании, а инерционные массы,прикрепленные к нимним поверхностям 1 О консолей, размещены в цилиндрических карманах, выполненных в основании симметрично относительно цент"ральных осей. Формула изобретения Акселерометр, содержащий основание,. на котором закреплена двухконсольная балка с пьезоэлементами и инерционными массами с двух сторон каждой 20 консоли, о т л и ч а ю щ и й с я фиг. Составитель И, ПолунинаЮско Техред М.Гергель КоррекБокшан то 4659/66 Тираж 887 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Н, Раушская набЗад Филиал ППП ".Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Кроме того, сочетание конструкции симметричного основания с оптимальной конструкцией балки, применение чувствительных элементов, работающих на растяжение-сжатие, позволяет снизить габариты акселерометра.Использование предлагаемого дифференциального акселерометра позволит проводить измерения с большой точностью в условиях влияния интенсивных внешних и внутренних помех в широком диапазоне частот и ускорений. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1; Авторское свидетельство СССРН 532821, кл. С 01 Р 15/09, 19752, Авторское свидетельство СССРй 498557, кл. С 01 Р 15/12, 1974