Датчик ускорения с частотным выходом

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявители Ворса Сергей Александрович Либенсон Аркадий Борухович Капустин Владимир Николаевич Самосюк Владимир Георгиевич(72) Авторы Ворса Сергей Александрович Либенсон Аркадий Борухович Капустин Владимир Николаевич Самосюк Владимир Георгиевич(73) Патентообладатели Ворса Сергей Александрович Либенсон Аркадий Борухович Капустин Владимир Николаевич Самосюк Владимир Георгиевич(57) Датчик ускорения с частотным выходом, содержащий корпус, упругую подвеску, пластинчатый резонатор, выполненный за одно целое с ними, и инерционную массу, отличающийся тем, что содержит двуплечие Г-образные рычаги, шарнирно соединенные с корпусом с возможностью взаимодействия их меньших плеч с упругой подвеской, выполненной в виде упругой шарнирной балки, а инерционная масса выполнена кольцеобразной формы, расположена концентрично относительно корпуса и шарнирно соединена с большими плечами Г-образных рычагов с возможностью перемещения вдоль оси корпуса. 14669 1 2011.08.30 Предлагаемое изобретение относится к силоизмерительной технике и может быть использовано для измерения ускорения движущихся тел. Известен акселерометр, содержащий корпус, упругие подвески, инерционную массу и резонатор, выполненный за одно целое с инерционной массой и корпусом 1. В известном устройстве при его ускоренном движении инерционная масса воздействует на резонатор, выполненный в виде стержня постоянной жесткости, и растягивает его. Вследствие того, что инерционная масса связана с корпусом через упругие подвески,возможно при значительном возрастании ускорения возникновение в резонаторе деформаций, превышающих предел упругих деформаций, что снижает точность измерения прибора. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является датчик ускорения с частотным выходом, содержащий корпус, упругую подвеску, пластинчатый резонатор, выполненный за одно целое с ними, инерционную массу, автоколебательную систему и регистратор 2. В известном устройстве при его ускоренном движении инерционная масса воздействует силой инерции не только на резонатор, но и на систему упругих подвесок. Вследствие этого на резонатор действует только часть силы, создаваемой при ускоренном перемещении инерционной массы. Целью предлагаемого изобретения является повышение чувствительности устройства. Указанная цель достигается тем, что известный датчик ускорения с частотным выходом, содержащий корпус, упругую подвеску, пластинчатый резонатор, выполненный за одно целое с ними, и инерционную массу, содержит двуплечие Г-образные рычаги, шарнирно соединенные с корпусом с возможностью взаимодействия их меньших плеч с упругой подвеской, выполненной в виде упругой шарнирной балки, а инерционная масса выполнена кольцеобразной формы, расположена концентрично относительно корпуса и шарнирно соединена с большими плечами Г-образных рычагов с возможностью перемещения вдоль оси корпуса. На фиг. 1 изображено устройство, общий вид на фиг. 2 - то же, местона фиг. 1. Устройство содержит корпус 1, упругую подвеску 2, пластинчатый резонатор 3, выполненный за одно целое с ними, и инерционную массу 4. Автоколебательная система устройства включает электромагнитные возбудитель 5 и датчик 6 колебаний, размещенные по разные стороны от вибрирующего элемента - инерционной массы 4 и связанные с усилителем 7, электронный термометр 8 с измерительной схемой 9, микропроцессорный корректор частоты 10, входы которого связаны с усилителем 7 и измерительной схемой 9. Элементы автоколебательной системы смонтированы в корпусе 1. Микропроцессорный корректор частоты 10 связан с регистратором 11 по радиоканалу. Устройство содержит двуплечие Г-образные рычаги 12, соединенные шарнирами 13 с кронштейнами 14, жестко соединенными с корпусом 1. Рычаги 12 имеют меньшие плечи 15 для взаимодействия с поверхностью А упругой подвески 2, выполненной в виде упругой шарнирной балки. Инерционная масса 4 выполнена кольцеобразной формы, расположена концентрично относительно корпуса 1 и шарнирно соединена с большими плечами 16 Г-образных рычагов 12 с возможностью перемещения вдоль оси корпуса 1. Устройство работает следующим образом. В исходном положении меньшие плечи 15 Г-образных рычагов 12 соприкасаются с поверхностью А упругой подвески 2. При ускоренном движении устройства по стрелке Б инерционная масса 4 кольцеобразной формы за счет силы инерциистремится переместиться вдоль оси корпуса 1 в сторону, противоположную направлению ускоренного движения, при этом каждый Г-образный рычаг 12 стремится повернуться по стрелке В и передать усилие, возникающее от инерционной массы 4, своим меньшим плечом 15 на 2 14669 1 2011.08.30 плоскость А. В результате этого на пластинчатый резонатор 3 действует сила, превышающая силуза счет соотношения длин плеч 15, 16 Г-образного рычага 12, вследствие этого повышается чувствительность устройства. При действии сил растяжения на пластинчатый резонатор 3 возникающие в нем колебания поддерживаются в непрерывном режиме электромагнитным возбудителем 5 колебаний и преобразуются датчиком 6 колебаний в электрический сигнал, поступающий на вход усилителя 7. При изменении температуры окружающей среды происходит дополнительная деформация упругого элемента,что вызывает изменение частоты поперечных колебаний пластинчатого резонатора 3 и,следовательно, изменение электрического сигнала на входе усилителя 7. В этом случае срабатывает схема температурной компенсации и электронный термометр 8 с измерительной схемой 9 взаимодействует с микропроцессорным корректором частоты 10, один из входов которого связан с усилителем 7. Микропроцессорный корректор частоты 10 посылает откорректированный сигнал на регистратор 11 по радиоканалу. Источники информации 1. Эткин Л.Г. Вибрационные датчики. Теория и практика. - М. Издательство МГТУ Н.Э.Баумана, 2004. - С. 254. 2. А.с. СССР 392410, МПК 01 15/08, 1974. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3