Пьезоакселерометр

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК а 91 сгг 159 4 С 01 Р 15 0 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ с выхода7, 2 ил. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(7) Харьковский авиационный институт им. Н,Е. Жуковского(57) Изобретение относится к пьезоре-. зонансным акселерометрам и предназначено для измерения низкочастотньвс линейных ускорений движущихся обьек" тов различного назначения. Цель изобретения - повышение чувствительности. Деформация пьезорезонаторов .3,4,9,10 при измерении ускорений приводит кизменению частот их колебаний. Выходы автогенераторав ,2 через буферные усилители 5,6 подключены соответственно к входам пьезорезистивнщделителей 7,8, содержащих пьезорезонаторы 9 и 10. Последние играютроль резонансных фильтровС выходовавтогенераторов 1,2 сигналы поступаютна входы однополосного смесителя 12,а с выходов делителей 7,8 - на входыоднополосного смесителя 1. Сигналысо смесителей 11 и 12 поступают навходы автогенераторного фазочастотного преобразователя 13, который представляет собой включенные в кольцевое соединение однополосные смесители 14, 15 и широкополосный усилитель 16. Выходным сигналом устройстваявляется сигнал, поступающийусилителя 16 на частотомер 1. частности к пьеэорезонансным акселерометрам, предназначенным для измерения низкочастотных линейных ускорений различных движущихся объектов,Цель изобретения - повышение чувствительности устройства,На фиг. 1 представлена структурная схема пьезоакселерометра; нафиг.2 - упрощенная конструктивнаясхема чувствительного элемента, воспринимающего инерционную нагрузкупри измерении. 15Пьеэоакселерометр содержит высокостабильные кварцевые автогенераторы1 и 2, в частотозадающие цепи которыхвключены пьезорезонаторы 3 и 4. Выходы автогенераторов 1 и 2 через буферные усилители 5 и 6 подключенык входам пьезорезистивных делителей7 и 8 напряжения, которые содержатпьезореэонаторы 9 и 10. Пьеэорезонаторы 3 и 9, а также 4 и 10 идентичны, 25частота настройки соответствует я,и Я . Входы однополюсного смесителя11 подключены к выходам пьеэореэистивных делителей 7 и 8 напряжения,Выходы автогенераторов 1 и 2 соедииены также с входами второго однополюсного смесителя 12. Выходы смесителей 11 и 1 2 подключены к входам авто-генераторного фазочастотного преобразователя 13, который представляетсобой включенные в кольцевое соединение однополюсные смесители 14 и 15и широкополосный усилитель 16. Вто"рой выход широкополосного усилителя16 подключен к входу частотомера 17.40Выходы однополюсных смесителей 11 и12 подключены к вторым входам однополосных смесителей 14 и 15, Выделение одной полосы на выходе смесителей11, 12, 14 и 15 осуществляется фильтрами нижних частот. Пьеэорезонаторы3,9 и 4,10 закреплены между основанием 18 корпуса 19 и подвижным элементом (инерционными массами) 20,Устройство работает следующим образом.При отсутствии инерционного уси- .лия Р (перпендикулярно широкой стороне пьезорезонаторов); воздействующего на резонатоРы, их РезонансныечастотыИ р = Яр= Ю 1 о;РФ 1 ф СО Ф где Я - ре зонансная час то та Е-горезонатора.В этом случае автогенераторы 1 и2 вырабатывают сигналы:11 (С)04 сов(У 1 о +Юф) ф 00 сов (о С+Ч ) .Эти колебания поступают с одной стороны на первый и второй входы однополосного смесителя 12, а с дру- гой - на пьезорезистивные делители 7 и 8 напряжения, пройдя предвари- . тельно через буферные усилители 5 и 6. При этом на выходе смесителя 12 появляется сигнал с разностной час" тотой Я =Ц, - И (допускается, что АоЖо)Я, (е) щЯ, сов (И.+ц, -Ч,)Пвезорезистивные делители 7 и 8 представляют собой резонансные фильт. ры с резонансными частотами соответственно И и ю, . Тйк как частоты сигналов. поступающих на блоки 7 и 8, совпадают с их резонансными частотами, следовательно, при прохождении через эти фильтры колебация по-. лучают нулевой сдвиг фаз. Поэтому сигналы на выходах блоков 7 и 8 имеют вид:110 соз(У, 1+9,+( )ц (е) Бсоз(ИС+,+Мз)где Ц- сдвиг фаз, получаемый сигналом при прохождении через буферные усилители5 и 6.С выхода пьеэорезистивных делителей 7 и 8 сигналы 11 (1) и 11(1) поступают соответственно на первый и второй входы .смесителя 11, В результате этого. на выходе смесителя 11 выделяется сигнал с разностной частотой ЯБ(Е)=8,соз(у й+р,-(р,),Колебания с выходов смесителей11 и 12 поступают,на входы фазочас-тотного преобразователя (ФЧП) 13,характеризующегося тем, что частотаЦс, сигнала, снимаемого с выхода усилителя 16, зависит от величины сдвига фаз амежду сигналами, поступающими на его входы.При отсутствии инерционного усилия сдвиг фаз между сигналами Я, (с) .и 82 равен нулю, а ФЧП 13 выраба. тывает сигнал с частотой Я,1458832 авитель К. Лукомскийед Л.Сердюкова Корректор Н. Король Пчолинская Т едак СССР еское предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 изводственно-поли Заказ 367/51 Тираж 788ВНИИПИ Государственного комитета по изобрете113035, Москва, Ж, Раушск Подписноем и открытиям при ГКНнаб д, 4/5