Датчик для включения охранной сигнализации автомобиля

)5 Ия БР Т СА У К ПА ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(54) ДАТЧИК ДЛЯ ВКЛЮЧЕНИЯ ОХРАНННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ АВТОМОБИЛЯ(57) Изобретение относится к сигнализации,а именно к устройствам для подачи сигналовтревоги, реагирующим на ускорение, и мо-жет быть использовано в автомобильном,сторожевом или коммунальном сервисе приорганизации охраны объектов. Целью изобретения является повышение чувствительности датчика, которая достигается тем, чтов датчик для включения охранной сигнализации автомобиля, содержащий немагнитный корпус, полый держатель, элементрегулирования положения, подвес, груз,Изобретение относится к сигнализации, а именно к устройствам для подачи сигналов треВоги, реагирующим на ускорение, и может быть использовано в автомобильном, сторожевом или коммунальном сервисе при организации охраны объектов,Целью изобретения - повышение чувствительности датчика,Это достигается тем, что датчик для включения охранной сигнализации автомобиля, содержащий немагнитный корпус, установленный в нем полый держатель с закрепленным на нем элементом регулирования положения. подвес, груз, эакреппружину, введены две группы однослойных катушек, каждая из которых имеет зазор между внутренними поверхностями, в каждой группе катушки установлены с постоянным шагом, катушки первой группы размещены внутри катушек второй группы перпендикулярно или с возможностью образования решетки и соединены между собой последовательно, поверхность образованной обмотками решетки выполнена по сферической образующей, груз выполнен магнитным, концы пружины закреплены на подвесе с воэможностью его растяжения внутри пружины, элемент регулирования положения жестко соединен с корпусом. Зазоры между внутренними поверхностями катушек первой группы равны 0,35-0,5 диаметра груза. шаг установки катушек в группе равен 0,35-0,5 диаметра груза, а ширина слоя каждой катушки равна диаметру груза. 3 э. и, ф-лы, 3 ил,ленный на одном конце подвеса, другой конец которого пропущен через полый держатель, и пружину, размещенную концентрично подвесу, введены две группы однослойных катушек, каждая из которых выполнена с зазором между внутренними поверхностями, совпадающими с направлением намотки, в каждой группе катушки ус. тановлены с постоянным шагом, катушки первой группы размещены внутри катушек второй группы, перпендикулярно им с возможностью образования решетки и соединены между собой последовательно, груз выполнен магнитным. концы пружины за 18388235 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 креплены на подвесе с возможностью растяжения последнего внутри пружины, другой конец подвеса жестко связан с полым держателем, элемент регулирования положения жестко соединен с корпусом, а поверхность образованной обмотками решетки выполнена по сферической образующей, центр которой совмещен с продольной осью подвеса; при условии, что зазоры между внутренними поверхностями катушек первой группы равны 0,350,50 диаметра груза; шаг установки катушек в каждой группе равен 0,350,50 диаметра груза, ширина слоя каждой из катушек равна диаметру груза.Совокупность катушек, выполненных и включенных по указанному принципу, позволяет получить колебательный контур, характеризующийся кривизной поверхности, зазорами между внутренними поверхностями катушек, их шириной намотки и шагом установки в группах, Взаимодействие колебательного контура с магнитным грузом, закрепленным на пружинистом подвесе, исключает влияние переходных сопротивлений на поверхностях контактных элементов, в узлах соединения груза с подвесом и последнего с элементом регулирования положения груза, обеспечения регистрацию колебаний не путем механического замыкания контактов, а путем наведения ЭДС индукции, возникающей в контуре исключительно при перемещении постоянного магнита под действием сил ускорения независимо от угла наклона автомобиля, точки и угла приложения внешнего раздражителя к охраняемому объекту и удаления подвеса от его центра тяжести,Контур включает две группы однослойных катушек, каждая из которых выполнена с зазором между внутренними поверхностями, установленных в каждой группе с постоянным шагом в упомянутых зазорах таким образом, что катушки первой группы размещены в катушках второй группы, перпендикулярно им с возможностью образования решетки.Выполнение катушек однослойными способствует достижению технического результата наведением ЭДС в каждом витке катушки при отклонении груза на величину, равную диаметру провода катушек в продольно-поперечном направлении колебаний закрепленного на подвесе груза, Именно взаимная перпендикулярность катушек исключает зависимость регистрации ускорений от точки приложения внешнего раздражителя или взаимоисключающей суммы векторов разносторонней направленности, обеспечивая наведение ЭДС с любой из взаимоперпендикулярных плоскостей или вдоль результирующей любого другого направления. Использование зазоров обусловлено не только необходимостью наведения тока в катушках и получения их вэаимоперпендикулярной ориентации, но и обеспечением восприятия вертикальных колебаний пружинного маятника, и наведения ЭДС индукции в катушках за счет перемещений магнита относительно их витков в вертикальной плоскости, В частности, повышение чувствительности достигается при условии, что зазоры между внутренними поверхностями катушек составляют 0,35-0,50 диаметра груза, Ширина зазоров менее 0,35 диаметра груза нецелесообразна, Это объясняется снижением влияния магнитных силовых линий постоянного магнита на витки катушек. Ширина зазоров более 0,50 диаметра груза также нецелесообразна, Это обусловлено укорочением длины подвеса, а следовательно, снижением чувствительности физического маятника к восприятию внешних раздражителей, с другой точки зрения это затрудняет регистрацию вертикальных колебаний.Катушки в группах установлены с заданным шагом и возможностью получения решетки, включающей группы катушек продольной и поперечной направленности. Шаговое разделение катушек позволяет навести ЭДС индукции по меньшей мере в двух катушках одной группы и в соответствии с этиЮ формировать суммарную амплитуду выходного напряжения контура и большее количество сигнальных импульсов, что особенно важно при регистрации слабых ускорений. Последовательная электрическая связь катушек в группах, как и групп катушек между собой, вместе с соблюдением односторонней направленности витков при формировании контура исключают взаимное влияние катушек в магнитном зазоре и вычитание наведенной ЭДС, что способствует регистрации слабых ускорений,Выполнение поверхности решетки, образованной обмотками катушек, по сферической образующей, центр которой совмещен с продольной осью подвеса, обеспечивает восприятие колебаний груза при изменении угла наклона шасси автомобиля, с другой стороны - регистрацию вертикальных колебаний, Использование сферической вогнутости на поверхности контура (решетки) нацелено на сохранение постоянства высоты магнитного зазора между основанием груза и поверхностью контура при его продольно-поперечных колебаниях. Достижение технического результата обусловлено тем, что шаг установкиупомянутых катушек равен 0,35.0,50 диаметра груза. Уетановка шага меньше 0,35диаметра груза нецелесообразна. Это обьясняется снижением длительности импульсов наводимой в контуре ЭДС. Размещениекатушек с шагом между собой, превышающем 0,50 диаметра груза также нецелесообразно. Это обусловлено снижениемамплитуды наводимой в контуре ЭДС и ослаблением влияния магнитных силовых линий на витки катушек. Ширина слоя каждой 10 и 1 зкатушек равна диаметру груза. Это позволяет исключить магнитные потери и обеспечить возможность перекрытия соседних катушек при наведении ЭДС индукции. 15Жесткие связи подвеса с полым держателем и элемента регулирования положения с корпусом расширяют пределы регулирования положения груза, в частности обеспечивают изменение высоты магнитного 20 зазора между его основанием и .поверхностью контура и оптимизируют чувствительность датчика к вертикальным колебаниям. Крепление концов пружины на подвесе с возможностью растяжения последнего 25 внутри пружины, расширяет функциональные возможности маятника, обеспечивая регистрацию как вертикальных, так и горизонтальных колебаний груза, а также возможность преобразования одних 30 кЬлебаний в другие, что информирует о более гысокой чувствительности предлагаемого датчика. Выполнение груза из магнитного материала позволяет маятнику проявить сверхсуммарные свойства, в част ности, направленные на наведение в контуре ЭДС индукции. Динамическая связь магнитного груза с предлагаемым контуром прзволяет повысить чувствительность датчика к слабым ускорениям путем реализа цйи явления индукции с помощью силовых линий постоянного магнита, перемещаемого относительно витков включенных последовательно катушек, исключая зависимость. амплитуды качания маятника от расстояния к центру тяжести автомобиля, точки и угла приложения, внешнего раздражителя и влияние переходных сопротивлений на чувствительность датчика, Предлагаемое техническое решение позволяет преобразо вать вертикальные колебания груза в продольно-поперечные, увеличивая длительность возмущения маятника, а вместе с ним вероятность восприятия его слабых колебаний, 55На фиг.1 представлен датчик для включвния охранной сигнализации, вид сверху; на фиг.2 - то же, вид спереди; на фиг.3 - уотройство для включения охранной сигнализации. Датчик содержит немагнитный корпус 1, в котором установлены полый держатель 2 с элементом регулирования положения 3, подвес 4, верхний конец которого введен в полый держатель 2 с грузом 5, закрепленным на нижнем конце подвеса 4, и пружина 6, установленная с ним концентрично, В него дополнительно введены однослойные катушки 7 первой 8 и второй 9 групп (продольной и поперечной направленности). В каждой катушке 7, включенной в группу, выполнен зазор 10, заключенный между ее внутренними поверхностями.Ь,каждой группе 8, 9) катушки 7 установлены в направлении выполнения намотки с постоянным шагом, характеризующимся зазором 11. Катушки 7 первой группы 8 размещены внутри катушек второй группы 9 перпендикулярно с возможностью образования решетки и соединены между собой последовательно (начало последующей катушки соединено с концом предыдущей, конец последней катушки первой группы 8 - с началом первой катушки второй группы 9), Груз 5 выполнен из магнитного материала, Концы 12, 13 пружины 6 закреплены на подвесе 4, На этом участке подвес 4 присобран на 1,2 мм, что обеспечивает его растяжение внутри пружины 6. Верхний конец подвеса 4 жестко связан с полымдержателем 2, а элемент регулирования положения 3 жестко соединен с корпусом 1. Поверхность 14 решетки вогнута по сферической образующей, центр 15 которой совмещен с продольной осью 16 подвеса 4. Ширина а каждой катушки равна диаметру О груза 5.Для промышленного использования датчика корпус 1 целесообразно выполнять из гетинакса. Ориентировочные габариты - 170 х 70 х 70 мм. В качестве подвеса 4 рекомендуется использовать кордовую нить, известную в резинотехнической промышленности как армировочный элемент, которую перед установкой предварительно обрабатывают на растяжение, Длина кордовой заготовки 3040 мм. В качестве магнитного груза 5 был использован сердечник малогабаритного громкоговорителя диаметром 810 мм. Пружина 6 рассчитана на растяжение усилием 515 г. В контуре целесообразно использовать 6 катушек, т,е. по 3 катушки в первой 8 и второй 9 группе (продольной и поперечной направленности). Каждая из них содержит по 1000 витков провода ПЭЛ (ПЭЛШО) диаметром 0.1 мм уложенного в один слой. Технологичность изготовления контура повышается, если для формирования его профиля пользоваться оправками для наматывания катушек. Оп 1838823равки имеют прямоугольное сечение, верхние грани которых в продольном и поперечном направлениях соответствуют профилю сферы. Примерные габариты оправок 5 х 10;4,0 х 10 мм. Ширина а катушек 6 в соответствии с диаметром О груза составляет 10 мм, их формирование на оправке 5 х 10 позволяет получить зазоры 10 между внутренними поверхностями катушек 6 высотой до 5 мм, а На оправке 4 х 10 мм - до 4 мм. Катушки первой группы 8 с высотой зазора 4 мм вводятся в зазоры катушек второй группы 9 с высотой 5 мм, с обеспечением взаимной перпендикулярности и шага установки катушек 6 между собой 3,55,0 мм при заданном диаметре груза 5 10 мм. Катушки фиксируют нитями и после окончательного формирования сферы на оправке заливают эпоксидной смолой. После окончательного формования контура его крепят к основанию корпуса 1, соединяя начальный и конечн ый выводы с клеммами. Подвес присобирают на 12 мм, а участок сборки 12, 13 блокируют пружиной 6. Свободный конец подвеса 4 соединяют с грузом 5, а другой вводят в полый держатель 2. Регулировку высоты магнитного зазора элементом 3 завершают при достижении ее значения 1,;,2 мм при растяжении сборки подвеса 4 в пружине 6, После проверки монтажа корпус датчика закрывают боковиной.Устройство для включения охранной сигнализации представлено на фиг,З. Оно может содержать таймер 17, подключенный к усилителю сигнала 18, и электронный ключ 19, соединенный с источником 20 звукового сигнала, Магнитная система, используемая в качестве датчика ускорения, выполненная в соответствии с фиг,1,2, на блок-схеме условно обозначена позицией 21.Контролируемый сигнал с клемм датчика подводится к входу усилителя сигналов 18.Датчик ускорения для включения охранной сигнализации работает следующим образом.Для установки системы включения охранной сигнализации в режим ожидания тревоги, владелец автомобиля включает устройство охранной сигнализации выключателем, установленным в месте, известном исключительно ему. Таймер 17 на 30,60 с блокирует работу усилителя сигналов 18, в течение которых владелец должен покинуть машину, может открыть или закрыть любую дверь при необходимости, Параллельно в указанном интерваль успокаивается магнитный груз 5 датчика 21, подключенного ко входу усилителя сигналов 18. В зазоре, заключенном между основанием магнитногогруза 5 и поверхностью решетки катушек 7 групп 8, 9, создается магнитное поле. характеризуемое магнитной индукцией, Датчик 21 перейдет в таком состоянии в режим5 ожидания тревоги после автоматическогодеблокирования входа усилителя сигналов18 таймером 17,При нарушении состояния обьекта иливоздействии на его внешними физическими 102025 3035 40455055 силами происходит их передача от корпуса, рессор, шин к корпусу 1 датчика 21, жестко связанного с подвесом 4, Под действием сил внешнего раздражителя груз 5 маятника изменит состояние покоя и переместится впродольно-поперечном направлении. Еслиприложенные силы распространяются исключительно в вертикальной плоскости, тогруз 5 получает вертикальное ускорение, которое позволит, с одной стороны, неоднократно под действием упругости пружины 6 и сборки подвеса между точками 12 и 13 пружины погружаться в сферическое углубление решетки на 12 мм, а с другой стороны, преобразовать преимущественныевертикальные колебания груза 5 в продольно-поперечные.Перемещение магнитного груза 5 над поверхностью катушки 7 в соответствии с известным законом Ленца Э.Х. наведет ЭДС индукции, используемую для управления исходным состоянием блока 18 схемы включения охранной сигнализации. Перемещение же магнитного груза 5 над участками решетки контура, составленной изкатушек первой 8 и второй 9 групп, свободными от катушек 7, формирует фронты лавинных импульсов за счет крутых перепадов величины индукции в нескольких катушках решетки по отношению к ее упомянутым свободн ым участкам.Усиленный блоком 18 сигнал тревоги в дальнейшем преобразуется и поступает на вход ключевого каскада 19, где отпирает его и приводит в действие источник 20 звукового сигнала.Достижение технического результата, нацеленного на повышение чувствительности, во-первых, обусловлено регулировкой высоты подвеса, обеспечивающей оптимальность зазора между элементами, реагирующими на ускорение за счет организации винтовой пары между полым держателем и корпусом датчика. Во-вторых, расширен предел области восприятия внешних возмущающих усилий путем регистрации вертикальных колебаний маятника и преобразования их в продольно-поперечные колебания, преимущественно, блокированием присобранного участка подвеса пружиной. В-третьих, изменены физические%свойства маятника эа счет выполнения егогруза иэ магнитного материала, позволившие ему выполнить работу по наведениюЭДС индукции в колебательном контуре цепи, В-четвертых, динамическая связь магнитного груза с дополнительнымколебательным контуром позволила исключить недостатки. сдерживающие повышение чувствительности датчика, а именно:зависимость от расстояния к центру тяжести автомобиля, точки и направления приложения внешнего раздражителя, наличияпереходных контактных сопротивлений,присущих исключительно всем механическим прерывателям цепи,Применение датчика в народном хозяйстве позволит дополнительно повысить эффекютивность охранения личного имущества,жиых помещений и обьектов государственного значения, а также может быть использовано в объектах для передачи тревожнойинформации на расстояния, например; поВЧ,Формула изобретения1, Датчик для включения охранной сигнализации автомобиля. содержащий немагнитный корпус, установленный в нем полыйдержатель с закрепленным на нем злементоМ регулирования положения, подвес,груэ, закрепленный на одном конце подвеса, другой конец которого пропущен черезполый держателЬ, и пружину, размещенную концентрично подвесу, о т л и ч а ю щ и йс я тем. что в него введены две группы однослойных катушек, каждая иэ которых выполнена с зазором между внутренними 5 поверхностями. совпадающими с направлением намотки, в каждой группе катушки установлены с постоянным шагом, катушки первой группы размещены внутри катушек второй группы, перпендикулярно им с воэ иожностью образования решетки и соединены между собой последовательно, груз выполнен магнитным, концы пружины закреплены на подвес с возможностью растяженив, последнего внутри пружины, другой 15 конец подвеса жестко связан с полым держателем, элемент регулирования положения жестко соединен с корпусом, а поверхность образованной обмотками решетки выполнена по сферической образую щей, центр которой совмещен с продольнойосью подвеса. 2. Датчик по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что зазоры между внутренними повер 25 хностями.катушек первой группы равны 0,35-0.50 диаметра груза. 3. Датчик по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что шаг установки катушек в каждой группе равен 0,35-0,50 диаметра груза. 30 4.Датчикпоп.1,отличающийся тем. что ширина слоя каждой из катушек равна диаметру груза.1838823 ФР 8 ОуРУ пектор. Н,Кеаеля ктор аказ 2926 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Па жгород, ул,Гагарина, 10 Состав Техред ел ММ