Предельный акселерометр

О П И С А Н И Е972411ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоцналистичвскихРеспублик(22) Заявлено 05,05.80 (21) 2920с присоединением заявки Рй(23)Приоритет 8/18-10 5 О 1 Р 15/04 квмитвт делзм извбрвтеиий и открытий публиковано 07,11,82, Бюллетень М 41 Зу УДК 5311,82 ата опубликования описа 2) Авторы изобретен Л, А. Гартель И, Новик 1) Заявител(54) ПРЕДЕЛЬНЫЙ АКСЕЛЕРОМ й частотустройства Цель и чувст ви го злемен е быстрообретения - повышкселерометра.ая цель достигает ния.Известны устройпредельных ускорениментами включенияпредельного уровня у ствия ся тем, чтосилитель см пьезоэлеУказав него веден пороговый м известного устройстваосительно низкое быстродейвленное низкой собствен Недост является ствие, об Устройство относится к регистрации,предельных значений линейного ускорества для регистрациий с контактными элецепейрегистрациискореннй 1 и 2Однако данные устройства имеют относительно низкую точность и быстродей- . ствие вследствие значительных перемещений инерционных элементов.Наиболее близким по технической сущности ,н достигаемому резулътату к предлагаемому является устройство для регистрации предельных ускорений, содержа5 щее нагруженный инерционной массой пьезоэлемент и элемент фиксации предельного ускорения, электрически связанный с пьезоэлементом 1 3. согласующим трансформаторомент снабжен сигнальным и питающим выводами, а узел фиксации предельного ускорения выполнен в виде двух парал лельно соединенных биморфных пьезоэлементов, оси симметрии которых перпендикулярны друг другу, причем на боковой стороне Одного из пьезоэлементов имеются косые зубцы, на конце другого - наконечник, острие которого распсьложено между зубцами, при этом сигнальный вывод пьезоэлемента подключен ко входу, а питающий вывод - к цени пита ния порогового усилителя, выход которо го через согласующий трансформатор под соединен к биморфным пьезоэлемеи там.97241Па чертеже представлена упрощеннаяконструктивная с хема устройства.Устройс гво содержит воспринимаюший ускорение пьезоэлЕктрический датчик1, включаюший корпус 2 с основанием 3,в котором на упругом подвесе 4 установлена инерционная масса 5 и нагруженныйего многосекциоцный пьезоэлемент 6 ссигнальным выводом 7, питаюшим вывь-.дом 8 и общим проводом 9. Инерционная 1 Омасса для уменьшения перекосов пьезоэлемента выполнена из двух частей, разделенных между собой шариком 10. Пьезоэлемент 6 посредством сигнального вывода 7, питающего вывода 8 и общего 15провода 9 соединен с пороговым усилителем 11, к выходу которого подключенпьезоэлектрический согласующий трансформатор 12. Выходные выводы трансформатора 12 соединены с входом узла 13 2 Офиксации предельного ускорения. Элемент13 фиксации предельного ускоречия выполнен в виде двух параллельно соединенных между собой биморфных пьезоэлементов 14 и 15, оси которых перпендикулярцы друг другу. На конце биморфногопьезоэлеглгта 14 установлен наконечник16, острггг. которого входит между косыми зубцами 17, закрепленными на биморфцо л пьезоэлементе 15. зОКроме этого, ца чертеже обозна ены регистрирующий контакт 18, контакт 19 исхоггггого положения и ось чувствительности 00, ггараллельная оси симметрии бцморфиого пьезоэлемента 15,35Устройство для регистрации предельцого ускорения работает следующим образом,При отсутствии ускорения контакт исходного положеггия прижат к наконечнику 16.При наличии ускорения по оси ОО зцачеггие которого равно или превышает пределыпгй уровень, инерционная масса45 5 создает мехаггическое напряжение на пьезоэлемецте 6. В результате прямого пьезоэлектрического эффекта на сигналгггом выводе 7 и питающем выводе 8 относительно обшего провода 9 возникают электрические потенциалы, уровень которых (пропорциональный действующему значению ускорения) будет достаточен для срабатываггия порогового усилителя 11.Последний выдает на выходе электричес кий сигнал только в том случае, когда на его входе и цепи питания уровень электрггческих потенциалов будет равен или вьцие заданного порогового значения, усл4тацовлецного в соответствии с заданнымуровнем ускорения, Выходной электрический сигнал с ггорогового усилите:яподается на согласующий повышаюшийтрансформатор 12, 1 алее усиленный поамплитуде сигнал подается на биморфныепьезоэлементы 14 и 15 узла фиксациипредельного ускорения 13. Биморфныйпьезоэлемент 14 в результате обратного пьезоэлектрического эффекта (под дествием электрического поля высокой напряженности ) деформируется и го ц;ке:нечник 16 замыкает контакт 18, Бимогэг 1ный пьезоэлемент 15 деформируетсэтом одновременно с пьезоэлемент, мФиксация последнего с цакоггечггике:. 6в сработанном положении после исчезгп,вения ускорения обеспечивается за с.-ггпостоянной времени пьезоэлемента 15,меньшей чем постоянггая гречегги у ггг.,еэз-:элемента 14, при этом пьезоэлемент 15осушествляет прижатие зубцов 17 к острию наконечника 16,Для возвращения наконечника 6 г, исходное положение ца пьезоэлемецт 3э дают электрическое напряжение. Ьь.сэ, действие устройства обеспечивается использованием пьезоэлектрических элемец . тов из-за малого времени их деформацигг, зависяшей от величины гпи:ряжеггггости электрического поля, достдтслщгяй уровень которог.о задаг"и 1 горогогьй усцггггтель 11 с согласуюгцим трацсформатопом 2, пв:г этом устройство в целом ге гг,цд:гется в дополнительном источнике энергии.формула изобретенияПредельный акселерометр, содержащий нагруженный инерционной массой пьезоэлемент и узел фиксации предельного ускорения, электрически связанный с пьезоэлементом, о т л и ч а го ш и й с я тем, что, с целг,го повы 1 иеггия быстродействия акселерометра, в него введен пороговый усилитель с согласуюигим трансформатором, пьезоэлемент снабжен сит.цальным и питавшим выводами, а узел фиксации предельного ускорения выполнен в виде двух параллельно соединенных бпморфных гьезоэлементов, оси симметриикоторых перпендикулярчьг друг друту, причем на боковой стороне одггого из пьезоэлементов имеются косгге зубцьг, гга кон - .це другого - наконечник, острие которого расположено между зубггагии при .том сгпБальный вывод пьезоэлеме.:гтгкБ 972411 6чен ко входу а питающий вывод - к це. Авторское свидетельство СССР)порогового усилителя, Выход Яр 501356 кл С,01 Р 1 д/08 10 01,7которого через согласующий трансформа. Авторское свидетельство СССРтор подсоединен к биморфным пьезоэле- Мо 540216, кл, Я 01 Р 15/04,ментам. 24.02. 75.3, Авторское свидетельство СССРМ 717663) кл. Я 01 Р 15/04)25.05.77 нрототип),Источники информации,принятые во внимание при экспертизеСоставитель К. Лукомскийдактор В. Пилипенко Техред А.Еабинец Корректор Л, Бокш Тираж 887 НИИПИ Государственно по делам изобретений 035, Москва, Ж, РПодписноещтетв СССРкрытийянаб., д, 4 508/3 го ко и от аушс оектн ППП "Патент", г. ород,